Sobre a dinâmica e termodinâmica de estados coerentes dissipativos em sistemas magnéticos

Abstract

Neste trabalho desenvolvemos um modelo quântico utilizando Hamiltonianas não-Hermitianas para estudar a dissipação de ondas de spin em sistemas magnéticos que são descritos por esta- dos coerentes. Mais especificamente, estudamos como a adição de um termo não-Hermitiano à Hamiltoniana de um ferromagneto imerso em campos magnéticos pode explicar a dissipação de ondas de spin. O trabalho ocorre no contexto da ressonânica ferromagnética onde surgem naturalmente estados coerentes de mágnons. Nos propusemos também a estudar a termo- dinâmica deste modelo. Esta estratégia difere da estratégia comum na literatura que consiste em descrever ondas de spin utilizando modelos semi-clássicos, pois a estratégia de utilização de termos não-Hermitianos é puramente quântica. As metodologias de cálculo desenvolvidas nesse trabalho, utilizando os formalismos de termos não-Hermitianos aliados ao quadro de interação, são inéditas e podem ser generalizados para descrições de outros sistemas que se beneficiariam em serem descritos pelo mesmo formalismo. Palavras-chave: Spintrônica. Relaxação de Spin. Ferromagnetismo.

In this work we developed a quantum model using non-Hermitian Hamiltonians to study dissipa- tion of spin waves in magnetic models that are described by coherent states. More specifically, we study how the addition of a non-Hermitian term in the Hamiltonian which describes a ferromagnet in the presence of magnetic fields could explain dissipation of spin waves. The work is based on the context of ferromagnetic resonance where coherent states arise naturally. We have also studied the thermodynamics of this model. This strategy differs from the usual strategy in the literature in which dissipation of spin waves is described through semi-classical models, because the strategy of using non-Hermitian terms is based purely on a quantum description. The analytical methods developed in this work, using non-Hermitian terms and the interaction picture, can be generalized to other systems that would benefit from using the same formalism. Keywords: Spintronics. Spin Relaxation. Ferromagnetism.