論文の概要: A Collective-Spin Derivation of the Uniform Magnon Hamiltonian in Cavity Magnonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.13830v1
• Date: Thu, 11 Jun 2026 19:01:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-15 16:00:42.584935
• Title: A Collective-Spin Derivation of the Uniform Magnon Hamiltonian in Cavity Magnonics
• Title（参考訳）: キャビティマグノニクスにおける一様マグノンハミルトニアンの集団スピン導出
• Authors: Tomas Aguiar, Marcos Cesar de Oliveira,
• Abstract要約: 関連する力学は、完全に対称なスピンセクターに制限できることを示す。 ホルシュタイン-プリマコフ変換をこの全スピンに直接適用すると、通常の一様マグノンモードが得られる。 物理的帰結として、鉛直非線形補正は、有効マグノン-光子結合の占有依存的な還元を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: We present a direct collective-spin derivation of the effective uniform-mode Hamiltonian used in cavity magnonics. Starting from a nearest-neighbor Heisenberg ferromagnet coupled to long-wavelength magnetic fields, we show that the relevant dynamics can be restricted to the fully symmetric spin sector, where the exchange interaction contributes only a constant energy shift and the ferromagnet behaves as a macrospin of length $Ns$. Applying the Holstein--Primakoff transformation directly to this total spin yields the usual uniform magnon mode and its leading nonlinear corrections without first introducing site-resolved bosonic operators. This collective formulation makes explicit the interpretation of the ferromagnet as a synthetic large-spin atom and provides a compact route to the effective Hamiltonians used in driven and Floquet cavity magnonics. As a physical consequence, the leading nonlinear correction produces an occupation-dependent reduction of the effective magnon--photon coupling, providing a simple signature of finite-spin saturation under strong uniform-mode driving.
• Abstract（参考訳）: キャビティ・マグノニクスで用いられる有効均一モードハミルトニアンの直接集団スピン導出について述べる。 近辺のハイゼンベルク強磁性体から長波長の磁場に結合し、交換相互作用が一定のエネルギーシフトにのみ寄与し、強磁性体は長さ$Ns$のマクロスピンとして振る舞う完全対称スピンセクターに制限できることが示される。 ホルシュタイン-プリマコフ変換をこの全スピンに直接適用すると、位置分解されたボソニック作用素を初めて導入することなく、通常の一様マグノンモードとその先頭の非線形補正が得られる。 この集合的な定式化は、強磁性体を合成大スピン原子として解釈し、駆動とフロケキャビティマグノニクスで用いられる効果的なハミルトン多様体へのコンパクトな経路を提供する。 物理的帰結として、鉛直非線形補正は、有効マグノン-光子結合の占有依存的な還元を生成し、強い均一モード駆動下での有限スピン飽和の簡単なシグネチャを提供する。

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