Магнитный момент атома. Где же там физический размер момента?
Давно хотел разобраться, в этой концепции бесконечно малого диполя, его момента, поля атома возле атома. Есть электрон, он мотается в атоме, создает магнитное поле, эквивалентен контуру с током с радиусом = радиус атома. Магнитное поле вне оси не считается формулой, только приближенными методами. На оси в центре поле ~ I/(2pi*R), R - радиус контура. А так ~ IR^2/(R^2+Z^2)^3/2.
Вне оси при Z = 0, поле растет до бескончености при приближении к R, потом с другой стороны становится минус бесконечность и падает как 1/(r-R).
А в расчтах/теории берется бесконечно малый диполь с магнитным моментом m = Ir^2. Т.е. если мы уменьшаем бескончено r, то чтобы сохранить момент должны бесконечно увеличить ток I. Т.е. уменьшили радиус в 10 раз, ток при том же моменте увеличился в 100 раз и поле на оси вблизи контура увеличится в 1000 раз! Т.е. концепция момента задающего поле ВБЛИЗИ контура в паре радиусов неадекватна вообще. Но что для нас важно - какое поле создает атом внутри другого атома. Обычно рисуюут решетки так, что они вводят в заблуждение будто бы расстояние между атомами намного больше радиуса атомов. На самом деле они плотно сидят как шарики в корзине, соприкасаются.
И тогда концепция магнитного момента бесконечно малого диполя неадекватна для рссчета магнитного взаимодействия между атомными слоями. Но в рассчетах используется только она. Почему? Удобство - есть простая матемаическая формула. А для реального поля конечного диполя нет, только методом конечных разностей. Просто когда это все цементировали в физике, когда были великие физики до 1950х, не было компьютерных мощностей. А сейчас нет тех гигантов мысли, а сегодняшним ничего менять нельзя, запрещено.
Поэтому пишут сегодня - механизм взаимодействия exchange-spring interaction тонких слоев, открытых еще в 1961 до сих пор неизвестен. Поэтому никакие рассчеты не способны предсказать магнитные свойства веществ при определенной решетке/составе. В частности в материалах с магнитной памятью. Составы пробуются вслепую, а теоретики подгоняют рассчеты под эксперименты задним числом. Вот он подсчитал - разница с экспериментом 100 раз. Что-то там подправил, разница стала меньше 1%
Я начал искать "магнитное поле атома вблизи". Нифига не нашел. Есть недавние громкие статьи "магнитное поле 1 атома". Заходишь - ни одной кратинки как оно меняется вблизи атома, никаких распределений, никаких значений - сколько в Тесла на расстоянии 0.1R, 0.2R, 0.5R, 1R.
Нет ничего. И такого много. Например, магнитные домены Керром никеля, влияние пластической деформации на петлю гистерезиса никеля.