Chaotic behaviour in the interchain antiferromagnetic
interaction.
J. Pozo , R. Acevedo ,
R.M. Chorbadjian and V. Díaz
1 Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Universidad Diego Portales
Casilla 298-V, Santiago, Chile
2 Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile
Casilla 2777, Santiago, Chile
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Abstract
In this paper we investigate the nature of
the magnetic excitations of the interchain antiferromagnetic interaction
of two ferromagnetic chains in the presence of an external magnetic field.
These excitations are analysed via the study
of the trajectories on the phase space which shows a chaotic behaviour
for some values of the parameters.
Furthermore we find that the interchain antiferromagnetic
interaction plays an important role in the theory concerning very low temperature
excitations in magnetic chains. A similar situation has been observed from
the experimental point of view, where the non-linear excitations are present
for temperature below ,
being the interchain antiferromagnetic interaction about
times the intrachain interactions. |
Mediante el scattering de neutrones,
los modelos que representan cadenas magnéticas han sido estudiadas
en detalle. En particular la cadena magnética ,
en donde la interacción entre espines de una misma cadena
es ferromagnética, mientras que interacción entre cadenas
es antiferromagnética [1,2,3].
En este trabajo se analiza el Hamiltoniano
obtenido en [4]. En dicha referencia se obtuvieron las siguientes ecuaciones
para dos cadenas ferromagnéticas, con interacción antiferromafnética
entre ellas.

Donde es
la interacción de intercambio intra-cadena a primeros vecinos, tanto
de la cadena como de
la cadena , es
la interacción de intercambio inter-cadenas,
es la intensidad del campo magnético externo.
Con las definiciones:

La ecuación (1) nos muestra un mapa
cuadri-dimensional, de tal forma que para analizar la estructura de este
mapa se estudian los puntos fijos y sus estabilidades: Para lo cual se
define:

De este modo, la transformación nos
queda:

con
tiene una aproximación
lineal en todo punto
y la matriz de esta aproximación es

De este modo los puntos fijos (p) vienen dados
por , obteniéndose:

Si evaluamos el determinante de
en los puntos fijos, encontramos ,
por lo que estamos en presencia de un mapa que preserva área. Para
estudiar las propiedades espectrales, evaluamos los coeficientes de Fourier:

Del análisis de los resultados, se ve
que es sistema es muy sensible al valor de la interacción entre
las cadenas . En la figura 1
se muestra la sección de Poincaré de la cadena
(igual a la de la cadena ) para
los parámetros . De
la figura se ve que hay puntos fijos elípticos de periodo ,
para estos puntos se cumple que .
Hay otra zona donde se obtiene órbitas cerradas (en la figura se
muestran cinco), finalmente se ve una zona de trayectorias caóticas.

En la figura 2 se muestra la configuración
de espín de la cadena para ,
, se eligió la condición
inicial , puesto que
parámetros dan origen a una zona donde las órbitas se quiebran
para obtener puntos fijos de periodo 18.

La figura 3 muestra los coeficientes de Fourier.

Referencias
[1] T. Delica el al., Phys. Rev. B, 44, 11773 (1991)
[2] M. Steiner et al., Adv. Phys., 25, 1950 (1976)
[3] R. Ferrer and J. Pozo, J. Phys. Cond. Mat., 3, 3527
(1991)
[4] V. Díaz, R. Ferrer and G. Gutierrez, Phys. Stat. Sol.
(b) 183, 557 (1994).
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