磁性的秩序を制御するための時間遅れフィードバック法の理論的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本課題では、周期外力と遅延フィードバック磁場による外部駆動を用いて、微小磁性体の磁性的秩序を制御するための研究(理論)を行っている。この方法はイジング的な状態からXY的な対称性をもった状態への切り替えや、確率共鳴状態を効率良く実現できる方法として利用できることが期待される。担当者は、これらの研究を通じて、微小磁性体の制御に興味を持っており、遅れ時間が被制御系の緩和時間に比べて無視できないことや、熱揺らぎ、発熱といった小さな系特有の事情が制御へ及ぼす影響を、非平衡物理学の手法を用いて記述することを目指している。平成20年度は、前年度の続きとして、ランダウ・リフシッツ・ギルバート(LLG)方程式を用いた単磁区磁性体のモデル(一素子)において、熱揺らぎがある場合の制御状態の安定性条件やその状態におけるゆらぎの統計的な性質、仕事率について調べた。その中で、時間遅れを用いた場合の仕事率がそれを用いない方法に比べて効率的であることの可能性を示した。さらにこの研究を一素子の系から平均場結合した多素子の古典スピン系に拡張子し、安定性条件、熱揺らぎがある場合の揺らぎの性質について解析した。(投稿準備中)また、同系において生じる確率共鳴現象を調べた。この研究では、一素子の系において外力による仕事率を調べ、ノイズ強度に対してそれをプロットすると二重のピークが現れることを示し、動力学との関係を明らかにした。また二状態記述によるモデル化を行い、振動外場に対する動的感受率を解析的に求め、定性的に二重ピーク構造を再現することを確認した。(投稿準備中)このような解析はこれまでに行われておらず、微小な系の非平衡物理の発展に寄与しうるものである。