介观铁磁体中畴壁的手性隧穿与量子动力学

我们研究了一维铁磁自旋链中铁磁畴壁（拓扑扭结型孤子）的量子动力学。结果表明，隧穿概率不依赖于畴壁中的自旋数量；因此，即使对于包含大量自旋的畴壁，该概率也可能很大。我们还预测，畴壁从一个晶格位点隧穿到另一个位点（扭结坐标的隧穿）与扭结拓扑荷（即所谓的手性）的隧穿之间存在强烈的相互作用。对于具有半整数自旋的一维铁磁体中的扭结，这两种基本过程均受到抑制。色散律（即畴壁能量与动量的关系）对于具有整数自旋或半整数自旋的链有着本质区别。所预测的量子效应可在介观磁性结构中观察到，例如磁性团簇链、大自旋分子或纳米级磁点。