Heisenberg-modellen

Heisenberg-modellen er en sentral modell innenfor fysikk som brukes til å beskrive oppførselen til magnetiske dipoler og mer generelt magnetiske materialer.

Historikk

Heisenberg-modellen er oppkalt etter fysikeren Werner Heisenberg og benyttes blant annet innenfor statistisk mekanikk. Heisenberg-modellen har blitt brukt i stor grad både historisk og i nyere forskning, da den i mange tilfeller gir en god beskrivelse av magnetiske systemer med ulike egenskaper.

Fysisk beskrivelse

Det eksisterer både en klassisk og en kvantemekanisk utgave av Heisenberg-modellen. Den kvantemekaniske utgaven brukes spesielt for å beskrive vekselvirkningen mellom elektronspinn.

Klassisk Heisenberg-modell

I den klassiske utgaven modellerer man de magnetiske dipolene i et materiale som et krystallgitter med dipoler plassert på hvert gitterpunkt. Disse dipolene representeres matematisk som klassiske vektorer. Vekselvirkningen mellom dipolene kan i Heisenberg-modellen generelt både endre styrke og fortegn (fra å være frastøtende til å bli attraktiv) avhengig av hvor på gitteret en befinner seg. Den klassiske Heisenberg-modellen gir opphav til flere ulike typer magnetisk oppførsel i et system, slik som ferromagnetisme og antiferromagnetisme, og er også nært knyttet til den klassiske XY modellen.

Kvantemekanisk Heisenberg-modell

I motsetning til den klassiske modellen, beskrives de magnetiske dipolene kvantemekanisk i denne modellen. I praksis betyr dette at dipolene betraktes som spinn, for eksempel elektronspinn til elektronene som befinner seg på ulike gitterpunkter i et fast stoff. Den kvantemekaniske Heisenberg-modellen kan i visse spesialtilfeller reproduseres fra Hubbard-modellen. Den er også nært knyttet til Ising-modellen hvor spinnene kun kan ha to mulige verdier, i motsetning til den klassiske Heisenberg-modellen hvor de magnetiske dipolene behandles som vektorer som kan ha vilkårlige retninger.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg