Ультразвуковой диссипативный солитон в неравновесном парамагнитном кристалле
С. В. Сазонов
Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", 123182 Москва, Россия
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 191991 Москва, Россия
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), 125993 Москва, Россия
Abstract
Исследовано распространение ультразвукового импульса гигагерцового диапазона
в низкотемпературном кристалле, содержащем парамагнитные ионы с инверсной
населенностью зеемановских подуровней резонансного спин-фононного перехода. В
приближении быстрой фазовой релаксации для локальной относительной деформации
импульса получено интегро-дифференциальное параболическое уравнение с нелинейным
автономным источником и необратимыми потерями. Найдено и детально
проанализировано точное аналитическое решение этого уравнения в виде
диссипативного солитона с несимметричным временным профилем. Скорость солитона
близка к линейной групповой скорости ультразвука. Показано, что такой солитон
может сформироваться только при условии, что помимо потерь, обусловленных
фазовой релаксацией спин-фононных переходов, присутствуют необратимые потери,
которые вызваны процессами, не связанными со спин-фононными переходами.