Квантовомеханическая модель, описывающая взаимодействующие спины с обменной связью между соседними узлами.Модель Гейзенберга — это математический аппарат, используемый в физике конденсированного состояния для описания того, как магнитные моменты (спины) на решётке взаимодействуют со своими ближайшими соседями. В ней каждый атом рассматривается как обладающий крошечным квантовым магнитом, и модель задаёт, как ориентация одного магнита влияет на соседние с ним. Это взаимодействие описывается константой обменной связи, которая определяет, предпочитают ли соседние спины выстраиваться параллельно (ферромагнетик) или антипараллельно (антиферромагнетик).
Введена Вернером Гейзенбергом в 1928 году для объяснения ферромагнетизма, на основе более ранних идей обменного взаимодействия из квантовой механики.
В модели каждый узел решётки несёт спиновый оператор, а полная энергия равна сумме парных взаимодействий между соседними спинами, взвешенных константой связи. Квантовая природа означает, что спины — это не классические стрелки, а операторы, подчиняющиеся коммутационным соотношениям, что приводит к таким явлениям, как спиновые волны (магноны) и запутанность. Для одномерных цепочек решение модели является точным, тогда как в более высоких размерностях требуются приближения или численные методы.
Модель используется для описания магнитных материалов — от простых изоляторов до высокотемпературных сверхпроводников, а также для разработки устройств спинтроники.
Одномерная модель Гейзенберга допускает точное решение с помощью анзаца Бете — редкий пример интегрируемой квантовой системы.
