外磁场中运动的磁性纳米颗粒

本文提出了一组方程，用于描述自由磁性纳米颗粒在真空或摩擦力可忽略不计的介质中于外磁场下的运动。我们明确考虑了总粒子动量守恒，即纳米颗粒的机械动量与总自旋动量之和。研究表明，对于纳米颗粒在均匀磁场中的运动，单位磁化矢量以及与颗粒易磁化轴平行的指向矢存在三种不同的进动模式。这些模式的进动频率显著不同。对于高频模式，指向矢近似沿外磁场方向，而单位磁化矢量进动的频率和特征弛豫时间接近传统铁磁共振的相应值。另一方面，对于低频模式，单位磁化矢量与指向矢几乎平行，并围绕外磁场同步旋转。低频模式的特征弛豫时间非常长。这意味着在稀疏的磁性纳米颗粒集合中，存在以远低于传统铁磁共振频率的频率额外共振吸收交变磁场能量的可能性。本文还考虑了在不均匀外磁场真空中磁性纳米颗粒束的散射，同时计及了单位磁化矢量和指向矢的进动。