Сазонов С.В., Устинов Н.В. «Эффекты нелинейной акустической прозрачности в деформированных парамагнитных кристаллах» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 129, № 5, с. 849-862 (2006)

Теоретически исследована нелинейная динамика продольных акустических импульсов в низкотемпературном парамагнитном кубическом кристалле, находящемся под действием постоянной и однородной внешней деформации, направленной вдоль одной из осей симметрии четвертого порядка. В качестве парамагнитных примесей выбраны ионы с эффективным спином S=1, испытывающие наиболее сильное взаимодействие с колебаниями кристаллической решетки. В такой среде уровни энергии, первоначально вырожденные по проекции 5, расщепляются из-за квадрупольного эффекта Штарка, и акустический импульс не только вызывает квантовые переходы, но также динамически смещает их частоту. Выведена самосогласованная система уравнений, которая описывает распространение импульсов в кристалле под произвольным углом к направлению статической деформации вне рамок приближения медленно меняющихся огибающих. Получены решения этой системы в виде однополярных и бризероподобных импульсов, убывающих экспоненциально и рационально. Изучение свойств найденных решений выявило асимметрию по полярности сигнала, зависящую от типа внешнего воздействия на кристалл (растяжение или сжатие) и направления распространения акустических импульсов. Так, обнаружен пороговый характер акустической прозрачности для однополярных импульсов деформации. В случае бризероподобных упругих импульсов знак их временной площади (нулевой гармоники) таков, что частота квантовых переходов динамически уменьшается в среднем на периоде осцилляции. Это определяет эффективность генерации высших гармоник акустических импульсов в деформированных парамагнитных кристаллах.