Свойства квазисолитонных состояний в нелинейных средах в условиях высокочастотного локального воздействия. Аналитическое описание и сравнение с численным анализом

Abstract

Аналитически (в рамках метода коллективных переменных) и численно проанализированы пространственно локализованные возбуждения одномерной магнитной системы во внешнем высокочастотном поле. В случае прямого воздействия локализованного магнитного поля найдены зависимости амплитуды локальных квазисолитонных состояний от амплитуды этого поля при различных значениях его частоты и величины затухания в системе. Указано на гистерезисный характер полевой зависимости и появление «окон нестабильности» стационарных состояний. В этих интервалах нестабильности возбуждения становятся нестационарными: они сопровождаются дополнительной периодической нутацией вектора намагниченности. При этом наблюдаются такие явления нелинейной динамики, как удвоение периода колебаний и переход к хаотическому поведению.

Аналітично (в межах методу колективних змінних) і чисельно проаналізовано просторово локалізовані збудження одновимірної магнітної системи в зовнішньому високочастотному полі. На разі прямого впливу локалізованого магнітного поля знайдено залежності амплітуди локальних квазісолітонних станів від амплітуди цього поля при різних значеннях його частоти та величини загасання в системі. Вказано на гістерезисний характер польової залежності та появу «вікон нестійкості» стаціонарних станів. В цих інтервалах нестійкості збудження стають нестаціонарними: вони супроводжуються додатковою періодичною нутацією вектора намагніченості. При цьому спостерігаються такі явища нелінійної динаміки, як подвоєння періоду коливань та перехід до хаотичної поведінки.

Spatially localized excitation of a one-dimensional magnetic system in an external high-frequency field is studied analytically (collective variable method) and numerically. The dependences of the amplitude of local quasi-soliton states on the amplitude of this field for different frequencies and damping in the system are found for the case of direct application of a localized magnetic field. The field dependence is found to have hysteresis and “instability windows” in the stationary states. Within these instability regions, the excitations become nonstationary: they are accompanied by additional periodic nutation of the magnetization vector. Here such nonlinear dynamics phenomena as period doubling and transitions to chaos are observed.