マグノン

　強磁性磁石はスピンと呼ばれる小さな棒磁石状のものが平行に整列したもので、温度を上げていくと平行だった隣り合うスピンの間にわずかな方向のずれが生じ、それが結晶全体に波状に伝播する。それをスピン波とよぶ。マグノンとはスピン波を粒子としてあつかったもの。

マグノンは磁性体において磁気励起を担っているボゾンです。磁場を変化させた時の磁化曲線に現れる磁化プラトーは、マグノンが結晶を作っている状態として理解することができます。マグノンの濃度が特定の値の時には、マグノンが実空間で周期的で特殊なパターンを作って局在化するため、その前後の濃度の時よりもエネルギーが特に安定になるからです。しかしながらエネルギーをマグノン濃度や温度の関数として正確に計算することは、複雑な多体問題を解く必要があるため通常非常に困難です。

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東京大学大学院工学系研究科の十倉好紀教授と小野瀬佳文講師らは、強磁性の絶縁体中のスピン波の粒子であるマグノンの進む方向が、磁場によって曲げられる「ホール効果」現象を起こすことを世界で初めて確認した。
マグノンは、磁性体中の電子が持つ磁気モーメントの振動を起こす仮想的な粒子（準粒子）で、強磁性体中のマグノンは振動によるエネルギーと、磁化と逆向きの磁気モーメントとを運ぶ。今回、強磁性の絶縁体であるバナジウム酸化物を使って熱流を観察し、磁場の方向に依存してマグノンの流れる方向が変わることを観察した。

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