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【固体物理】磁石の力は「磁気」じゃない！？交換相互作用とハイゼンベルグ模型【Ashcroft/Mermin 第32章】
Автор: 大学院生が教える固体物理・材料科学
Загружено: 2026-02-10
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「なぜ鉄は、1000℃もの高温でも磁石であり続けられるのか？」 前回、我々は原子一つ一つの磁性を見ました。しかし、それらが整列して強力な「強磁性」になる理由は、単なる磁石同士の力（双極子相互作用）では説明できません。計算すると、双極子力だけではせいぜい1ケルビン（-272℃）で磁性が壊れてしまうのです。
現実の磁石を支えているのは、量子力学が生み出す**「交換相互作用（Exchange Interaction）」**という不思議な力です。 これは「パウリの排他律」と「クーロン斥力」が組み合わさって生まれる、「粒子が入れ替わることによるエネルギーの得」です。
本動画では、固体物理学における最重要モデルの一つ**「ハイゼンベルグ模型」を導入し、「平均場近似（Mean Field Theory）」**を用いて、強磁性が生まれる仕組みと、キュリー温度の謎を解き明かします。
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