Kelvin Waves of Quantized Vortex Lines in Trapped Bose-Einstein Condensates
本文从理论上研究了囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化涡旋线的Kelvin波。反转扰动诱导椭圆不稳定性的初始直涡线，驱动的四极模和一对开尔文模式的相反动量之间的参数共振。随后，开尔文波迅速衰减到更长的波长，在此过程中发出声波。提出了一个修正的超流体Kelvin波色散关系，并提出了一种激发特定波数Kelvin波的简单方法。
2008-07-10 cond-mat.other
Condition for the Existence of Complex Modes in a Trapped Bose--Einstein Condensate with a Highly Quantized Vortex
我们考虑了一个具有高度量子化涡旋的囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）.对于双、三、四重量子化涡旋的BEC，数值计算表明，描述凝聚涨落的Bogoliubov-de Gennes方程具有复特征值。本文利用Rossignoli和Kowalski [R. Rossignoli和A. M. Kowalski，Phys.Rev.A72，032101（2005）]，用于小的耦合常数。为了得到它，我们进行双模近似。利用所导出的解析公式，我们可以确定涡旋的每一个缠绕数对应的复模的量子数。在缠绕数为2、3、4的情况下，所得结果与数值计算结果一致。我们证明了当凝聚体具有高度量子化的涡旋时，复模总是存在的。
2006-10-13 cond-mat.other
On the electric charge of quantized vortices and the dipole moment of vortex pairs and rings in a magnetic field
本文研究了磁场中超流体内量子化涡旋的电荷分布，发现直线涡旋具有非零总电荷、涡旋对和涡旋环具有偶极矩，并揭示了法向与超流分量相对运动导致电极化的机制。
2023-03-07 cond-mat.other
Electric fields generated by quantized vortices
结果表明，在磁场中，超流中的量子化涡旋获得了集中在涡旋核中的实量子化电荷。这种电荷由位于离涡轴宏观距离处的相反表面电荷补偿。确定了由涡旋速度场引起的极化不会在无限长圆柱外产生电场。由涡流产生的电场的观察仅在必须用电介质盖封闭以防止超流泄漏的圆柱体的端面附近是可能的。研究了覆盖物特性对涡产生的势的影响。计算了点电极和环电极上的涡旋产生的电势。
2011-09-22 cond-mat.other
Motion of vortex ring with tracer particles in superfluid helium
最近在超流氦中进行的量子湍流实验利用小的示踪粒子来跟踪量子化涡旋的运动，确定速度统计和可视化涡旋重连。这种可视化技术的问题在于它可能改变其可视化的湍流。为了解决这个问题，我们导出并求解了包含一定数量的被困在涡核上的粒子的量子化涡环的运动方程，从而导出了一个定量判据，以确定被困在量子化涡中的小粒子在何种程度上影响涡的运动。最后，我们应用该标准，最近的一个实验。
2009-05-29 cond-mat.other
Dynamical evolution of a doubly-quantized vortex imprinted in a Bose-Einstein Condensate
Y. Shin \emph{et al.} [Phys. Rev. Lett. \textbf{93}，160406（2004）]对$^{23}% $ Na凝聚体中双量子化涡旋衰变的研究。我们的结果与实验在定量上非常一致，表明涡旋衰减主要是动力学不稳定性的结果。尽管有明显的矛盾，局部密度的方法是与实验结果一致的。观察到的涡旋寿命的单调增加是一个事实的后果，即，对于大的凝聚体，测得的寿命纳入初始扰动到达中央切片所需的时间。当局部考虑时，分裂在每个凝聚体中几乎同时发生，而不管它的大小。
2006-06-04 cond-mat.other quant-ph
Dynamics of Charged Quantized Vortices
本文从理论上研究了带电量子化涡旋的动力学行为。离子涡旋复合物（ion vortex complex，CQV）是量子流体力学研究中的一个重要探针。最近的实验研究量子湍流在非常低的温度利用CQVs。在本文中，我们提出了基于涡丝模型的CQVs的运动方程。带电涡环的解析解显示了它在电场作用下如何膨胀。数值模拟揭示了在电场作用下CQVs的特征行为。
2009-09-11 cond-mat.other
Internal structure of localized quantized vortex tangles
在本研究中，我们数值研究了零温度下超流$^4$ He中局域量子湍流的内部结构，并期望在真实空间中具有自相似性。在我们之前的研究中，我们收集了从局部涡旋缠结中发出的涡旋环的统计数据。结果，获得了可检测涡环的最小尺寸与发射频率之间的幂律关系，这表明涡缠结在真实空间中具有自相似性[Nakagawa $et$ $al.$，Phys. Rev. B $\boldsymbol{101}$，184515（2020）]。本文研究了局域涡旋缠结的分形维数和涡旋长度分布，这些分形维数和涡旋长度分布可以反映局域涡旋缠结的自相似结构。我们通过注入一个固定尺寸的涡环来产生统计上稳定的和局部的涡缠结。我们使用了两种类型的注射方法，产生各向异性或各向同性缠结。注入的涡环通过重新连接（涡的融合和分裂）发展成由各种尺寸的涡环组成的局部涡缠结。分形维数是涡线密度的递增函数，当密度充分增加时，分形维数饱和到约1.8的值。分形维数的行为与涡旋缠结的各向异性无关。涡长分布表示以缠结形式分布的每种尺寸的涡环的数量。各向异性涡缠结的分布在注入涡尺寸以上的范围内呈幂律分布，而各向同性涡缠结的分布则不呈幂律分布。
2021-07-21 cond-mat.other
Quantized vortex state in hcp solid 4He
本文讨论了hcp 4 He新态发现以来出现的量子涡旋态。特别注意的是，作为涡旋流体（VF）状态和它的过渡到超固体（SS）状态的涡旋状态的证据。描述了它的特点。历史上对固体4 He等量子固体中SS态的解释是基于量子固体中的缺陷（如空位、光子和其他可能的激发）的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的思想，这些缺陷是由于大的零点运动而预期的。SS态是固体晶格结构的实空间有序性与超流性的动量空间有序性共存的一种新的物质状态。自铜酸盐高温超导体发现以来，一种新型的超导体，即高温超导体，已经被证明与涡旋态共享一个特征，包括VF和涡旋固态。这些材料的高Tc被讨论与一些其他的相变，如反铁磁转变，除了低维的大波动。与具有自旋和角动量自由度的多个库珀对自由度的新超导体相比，hcp固体4 He中的超固体具有可能仅具有与子系统的可能低维涨落相关的动量涨落和涡环激发的独特特征。VF态的高起始温度可以通过考虑热激发的低D量子化涡旋来理解，并且可能需要在hcp He中寻找低维子系统，这些子系统是涡旋的宿主。
2012-03-30 cond-mat.other
Steady-state spectrum of Kelvin waves on a quantized vortex at finite temperatures
本文用数值方法计算了超流4He涡旋上的Kelvin波的稳态谱，该涡旋由振动端点驱动，由相互摩擦阻尼。向稳定状态的弛豫速率由相互摩擦决定。我们已经达到了零温度极限，其中稳态光谱和涡旋长度变得与温度无关。我们的驱动器与点状钉扎网站产生的特征光谱与$|w_m|\propto m^{-η}$，其中$η\approx$ 1.88。空间上尖锐的峰值驱动以及我们固定振荡幅度而不是功率的事实导致即使当相互摩擦很大时也不存在来自相互摩擦的高k截止。该谱对于所使用的固定边界条件是通用的。在没有固定的情况下，光谱对驱动器敏感。如果允许涡旋自行松弛，则谱甚至依赖于初始谱的振幅。因此，在实际系统中，开尔文谱不是唯一的，而是取决于外部条件。
2012-04-23 cond-mat.other
Stability and Excitations of a Dipolar Bose-Einstein Condensate with a Vortex
通过计算谐振陷偶极玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的低激发态，研究了单量子化和双量子化涡旋态的稳定性。我们映射的偶极-偶极相互作用强度和陷阱的几何形状的函数，这些旋涡的动力学稳定性，通过寻找他们的激发有纯粹的实能量本征值。与纯接触相互作用的BEC相比，我们发现，偶极BEC在单量子化涡旋状态下变得不稳定的模式与越来越多的角度和径向节点更扁的陷阱纵横比，对应于\emph{local}崩溃发生在一个特征长度尺度。此外，我们发现，双量子化涡旋态的偶极BEC是不稳定的衰减到一个不同的拓扑状态（有两个单量子化涡旋）的所有相互作用强度时，陷阱的几何形状是足够长的，使偶极子吸引，并在窗口的相互作用强度时，陷阱的几何形状是足够扁，使偶极子排斥。
2010-02-08 cond-mat.other
Stable particlelike solitons with multiply-quantized vortex lines in Bose-Einstein condensates
我们证明了多量子化的涡旋线核可以在谐波囚禁的双组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体中保持能量稳定。在这种结构中，具有涡线的凝聚组分被形成涡环的第二组分包围，可以被识别为具有多重量子化缠绕数的粒子状Skyrmion，并且非常类似于宇宙涡旋。
2004-08-17 cond-mat.other hep-th quant-ph
Comment on "Dynamics of the Density of Quantized Vortex-Lines in Superfluid Turbulence"
在Khomenko等人的论文[Phys. Rev. B \textbf{91}，180504（2015）]中，作者对非均匀通道流中的稳定逆流氦进行了数值分析，得出结论：Vinen方程中的产生项$\mathcal{P}$与$\left\vert \mathbf{V}_{ns}\right\vert ^{3}\mathcal{L}^{1/2}$成比例（其中$\mathcal{L}$为涡线密度，$\mathbf{V}_{ns}$为逆流速度）。在目前的评论中，我们证明了该程序，由作者实施，包括一些有问题的步骤，如线速度的分解和通量项的解释。此外，从静态解中提取时间行为信息的总体策略也仍然存在问题。由于确定Vinen方程显式形状的方法对所列元素非常敏感，因此不能认为作者的结论是明确的。
2016-03-29 cond-mat.other
The journey of hydrogen to quantized vortex cores
超流氦中的奈米级氢粒子追踪量子化涡旋的运动。这提供了一种可视化超流体中湍流的方法。在这里，我们追踪氢从气体到冻结粒子的演化，这些冻结粒子向量子化涡旋的核心迁移。不仅干预过程本身很有趣，而且更好地理解它们会导致更多揭示性的实验。
2012-09-19 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Particles-vortex interactions and flow visualization in He4
最近的实验表明，在实施和使用粒子图像测速（PIV）和粒子跟踪技术的研究在He 4湍流的显着进展。然而，在超流相的实验数据的解释需要了解示踪剂粒子的运动是如何受到两个组件，粘性正常流体和无粘超流。特别重要的是粒子与量子涡线的相互作用问题，量子涡线不仅可能强烈影响粒子运动，而且在某些条件下，甚至可能将粒子捕获在量子涡核上。本文回顾了最近的理论，数值和实验结果在这个快速发展的研究领域，把最近的结果，并解决明显的不一致。还讨论了一个密切相关的技术检测量子化涡旋负离子气泡在He 4。
2009-09-24 cond-mat.other
Vortex creation during magnetic trap manipulations of spinor Bose-Einstein condensates
本文研究了由载流导线和偏置磁场控制的磁阱中旋量BEC分裂过程中涡旋产生的几种机制。我们的研究的动机是最近的麻省理工学院的实验分裂BEC与类似的陷阱，意想不到的叉状结构出现在干涉条纹对应的两个凝聚体，一个和另一个没有一个单量子化涡旋的干涉。众所周知，在四极阱中自旋为1的BEC中，偏置磁场$B_z$的“缓慢”反转在拓扑上产生了双量子化涡旋。我们发现，在磁阱考虑它也可能产生一个4-和1-量子化的涡旋自旋1 BEC。后者例如在磁场关断过程期间是可能的。因此，我们提供了一个可能的解释，在实验中的意想不到的干涉图案。我们还给出了一个例子，由于“快速”分裂，这是一个可能的替代机制的干涉图案的单量子化的漩涡的创建。
2006-04-05 cond-mat.other
Vortices in Bose-Einstein Condensates: Theory
涡流在自然界中是普遍存在的，代表着层流的破裂，因此在湍流中起着关键作用。与涡流相关的流体旋转可以通过围绕涡流的循环$Γ=\oint {\rm d}{\bf r}\cdot{\bf v}({\bf r})$来参数化，其中${\bf v}({\bf r})$是流体速度场。虽然经典涡旋可以取任何循环值，但超流体是无旋的，任何旋转或角动量都被限制在通过量子化循环的涡旋中发生。量子化涡旋在超流体输运的耗散中也起着关键作用。在玻色-爱因斯坦凝聚中，量子化的涡旋有几种形式，包括单涡旋、涡旋晶格、涡旋对和涡旋环。最近在费米子气体中观察到的量子化涡旋被认为是费米子对的凝聚和超流性的明显标志。除了玻色-爱因斯坦凝聚，量子化涡旋也出现在超流氦、非线性光学和II型超导体中。
2007-04-02 cond-mat.other
Quantized vortex rings in superfluid He4 and Light Dark Matter
认为超流He 4中的原子在与光暗物质弹性散射引起核反冲后，可能产生量子化的涡环，然后才能被探测到。提出了一种对LDM运动敏感的LDM望远镜的概念。提出了一种利用热中子的演示器。
2017-03-08 cond-mat.other gr-qc hep-ph
Cross-sections of Andreev scattering by quantized vortex rings in 3He-B
数值研究了超流~ 3 He-B中三维孤立量子化涡旋环超低温Andreev散射截面。我们计算了环的大小和入射的热准粒子激发的光束和环的运动方向之间的角度的横截面的依赖关系。我们还介绍了，并研究了数值，横截面平均在所有可能的方向的涡环，这样的横截面可能是特别相关的实验数据的分析。我们还分析了屏蔽效应对涡环系统准粒子Andreev反射的作用。利用孤立环得到的结果，我们发现，非连接环系统的屏蔽因子强烈地依赖于涡环的平均半径，并且屏蔽效应随环尺寸的减小而增大。
2012-05-06 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Reconnections of quantized vortex rings in superfluid $^4$He at very low temperatures
利用飞行时间谱研究了零温极限（0.05 K）下超流$R$ He中半径几乎相等的单向量子化涡环束的碰撞.两个主环之间的重新连接导致较小和较大半径的二次涡环。离散步骤的飞行时间的分布，由于在一个或两个连续的重新连接后创建的二级循环的最早可能的到达时间的限制，观察。初级环的密度被认为是上限值$500{\rm \,cm}^{-2} R^{-1}$独立的注入密度。这是由于环之间的碰撞导致许多其他涡环的堆积。这两种观察结果在数量上都与我们的理论相一致。
2014-08-08 cond-mat.other physics.flu-dyn
Influence of different mutual friction models on two-way coupled quantized vortices and normal fluid in superfluid $^4$He
本研究通过超流 $^4$He 双向耦合模拟，详细对比了 S2W 和 2W 两种相互摩擦模型在量子涡环传播、重连及热逆流中的表现，发现 S2W 在微观尺度更精确但需高分辨率，2W 适用于低分辨率复杂流动但预测的速度波动较低。
2024-10-17 cond-mat.other
Dynamics of fine particles due to quantized vortices on the surface of superfluid $^4$He
Moroshkin等人用一种新建立的技术，利用在表面上电捕获的一些带电的细金属颗粒，在实验上观察到了超流4 He自由表面的特殊动力学。他们报告说，某些部分的颗粒表现出一些不规则的运动，并建议存在与金属颗粒相互作用的量子化涡旋。我们用涡丝模型进行了计算，结果支持了涡-颗粒相互作用的观点。观测到的异常金属粒子运动大致分为两种类型：（1）特定频率的圆周运动，和（2）准线性振荡。一旦我们考虑一个垂直涡丝，它的边缘终止于底部和表面捕获的粒子处，前一个问题似乎就可以解释了。虽然目前还不清楚是否所有的反常运动都是由于量子涡旋引起的，但涡旋似乎对这些运动起着重要作用。
2018-09-05 cond-mat.other
Quantized vortices in two dimensional solid 4He
采用固定相位方法，利用阴影路径积分基态方法研究了二维固体4 He量子化涡旋系统的对角和非对角性质.所选择的近似相位诱导标准Onsager-Feynman流场。在这种近似中，涡旋作为一个静态的外部势和由此产生的哈密顿量可以精确地处理与量子蒙特卡罗方法。涡核被发现坐在一个填隙网站和一个非常弱的松弛的晶格位置远离涡核的位置已被观察到。此外，其他性质，如静态结构因子中的布拉格峰或空位行为，受涡旋存在的影响很小。我们还计算了完整和有缺陷的~ 4 He晶体中的单体密度矩阵，发现涡旋对密度矩阵的非对角长程尾没有明显的影响。在假设的Onsager Feynman相位内，我们发现量子化的涡旋不能自我维持，除非已经存在像位错存在时那样的凝聚。回流是否会改变这一结论还有待研究。
2011-11-08 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Two-Way Coupled Dynamics of Quantized Vortex Bundle Formation in Spatially Periodic Normal-Fluid Turbulence
Keio University（庆应义塾大学）；Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
该研究通过双向耦合模拟揭示超流体⁴He中量子涡旋在正常流体湍流中受相互摩擦驱动成束的机制，明确涡束寿命的关键影响因素，确立双流体多尺度涡旋组织的统一机制。
2026-10-15 cond-mat.other cond-mat.supr-con physics.flu-dyn
On the dipole moment of quantized vortices generated by flows
非均匀超流系统的极化电荷$ρ$表示为序参量$Φ({\mathbf{r}_{1}},{\mathbf{r}_{2}})$的函数。结果表明，当序参量随宏观距离变化时，极化电荷${{ρ}_{pol}}$与$A{{\nabla }^{2}}n$成正比，极化电荷$\mathbf{P}$与$A\nabla n$成正比，其中$n$为体系的密度.对于非相互作用的原子的比例系数$A$是独立的密度，并在相互作用的存在下$A$是成比例的$n$。玻色气体密度的变化被发现在存在的流动$\mathbf{w}={\mathbf{v}_{n}}-{\mathbf{v}_{s}}$通过旋涡。研究发现，超流膜中的涡旋在膜上方产生一个电势。该势具有偶极子势的形式，允许将偶极矩分配给涡旋。偶极矩是两项之和，第一项与相对流速$\mathbf{w}$成比例，第二项与$\left[ \mathbf{κ}\times \mathbf{w} \right]$成比例，其中$\mathbf{κ}$是涡流环量。
2015-12-15 cond-mat.other
Vortex waves in trapped Bose-Einstein condensates
本文从理论上研究了细长简谐势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的涡旋波。我们的研究重点是单量子化涡旋线的轴对称波和螺旋Kelvin波。这两种类型的涡旋波的增长和衰减动力学进行了讨论。我们提出了一种方法来实验创建这些涡波的需求。
2009-01-06 cond-mat.other
Vortex filament method as a tool for computational visualization of quantum turbulence
涡丝模型已经成为可视化氦超流体中量子化涡旋运动的标准而有力的工具。在这篇文章中，我们提出了一个概述的方法，并强调它的影响，帮助我们理解量子湍流，特别是超流氦。我们提出了一个分析的结构和安排的量子化涡旋。我们的结果与以前的研究一致，表明在一定条件下，涡旋形成相干束，这允许经典涡旋拉伸，使量子湍流具有经典性质。我们还提供了一个解释之间的差异所观察到的特性的逆流和纯超流湍流在管道中。最后，我们提出了一种机制，在正常的流体剪切的存在下产生的相干结构。
2014-02-20 cond-mat.other
Quantized vortices in $^{\bf 4}$He droplets: a quantum Monte Carlo study
本文用扩散蒙特卡罗方法研究了零温下附着在$^4$ He液滴中心的涡线激发。涡旋能量的原子数增加的液滴，从N=70到300，显示出单调的增加与$N$。的核心半径和它的相关能量，核心能量的演变，也研究了作为一个功能的$N$。核心半径在中心为$\sim 1$ ε，当接近液滴表面时增加;对于$N \ge 200$，每单位体积的核心能量稳定在2.8 K $σ^{-3}$（$σ=2.556$ ε）。
2007-06-14 cond-mat.other
Quantized vortices in atomic Bose-Einstein condensates
本文综述了囚禁势场中稀原子气体玻色-爱因斯坦凝聚体中量子化涡旋物理的实验和理论研究进展，重点介绍了量子化涡旋的实验研究活动及其理论解释。实验充分利用原子光学技术，从密度分布图像中直接观察涡旋核，揭示了量子化涡旋的许多新的结构和动力学性质。这些结果导致这样的系统的超流流体力学的深刻理解。典型地，涡旋通过由激光束、磁场和热气体产生的旋转电势来稳定。有限的尺寸效应和系统的不均匀性，起源于由捕获势的限制，产生独特的涡旋动力学耦合与凝聚体的集体激发。测量集体模式的频率是阐明涡旋态特征的精确工具。本文的主要内容包括涡旋的形成机制、平衡性质、单个涡旋的动力学以及快速旋转凝聚体中涡旋晶格的动力学。
2008-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Large-scale superfluid vortex rings at nonzero temperatures
我们数值模拟实验中，大规模的涡环-束的量子化涡环-创建在超流氦的活塞缸安排。我们表明，一个正常的流体涡环的存在下，与量子化的旋涡是必不可少的，以解释这些大规模的旋涡结构在非零温度下的相干性，实验观察到的。最后，我们认为，超流和正常流体涡束的相互作用是有关最近的超流湍流的调查。
2014-12-05 cond-mat.other physics.flu-dyn
Scattering length of Andreev reflection from quantized vortices in $^3$He-$B$
热准粒子在量子化涡旋中的Andreev反射是研究低温$^3$ He- $B$中量子湍流的重要手段。我们重新审视的Andreev反射问题，从孤立的，直线涡线。对于准粒子激发的碰撞参量，定义为最接近涡核的距离，不超过某个任意值，$b$，我们精确地计算了反射分数的总通量的激励入射在垂直于涡线的方向上的涡。然后，我们精确地定义和计算散射长度，即单位长度涡线的散射截面，作为$b$的函数。我们还定义和计算的散射长度进行热激发的能量通量，并从一个（小）的温度梯度产生的净能量通量，并分析这些散射长度对温度的依赖性。
2015-04-30 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Reply to Comment on "Dynamics of the Density of Quantized Vortex-Lines in Superfluid Turbulence"
这是对Khomenko等人[Phys.Rev.Bv.91，180504（2016）]的Nemirovskii评论[Phys.Rev.B94，146501（2016）]的回复，其中提出了Vinen方程中产生项的新形式，用于通道中超流$^4$ He的热逆流中涡线密度$\cal L$的演化。为了进一步证实评论中提出的质疑，我们对Khomenko等人[Phys.Rev. B v. 91，180504（2016）]中提出的闭合改进提出了物理解释，与Vinen提出的形式进行了比较。我们还讨论了通量项的封闭性，在没有任何拟合参数的情况下，它与数值结果吻合得很好。
2016-10-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Interactions between unidirectional quantized vortex rings
我们用涡丝方法数值研究了两对量子化涡环之间的相互作用，这些涡环最初沿同一方向运动，但它们的轴被可变的碰撞参量偏移。两个半径相当的圆环的相互作用产生的结果可以分为四种状态，仅取决于碰撞参量;两个环可以在内部或外部相互错过，或者它们可以重新连接，导致由一个或两个变形环组成的最终状态。分析了每种状态下环的变形和速度的横向分量所占的能量比例。我们发现，非常相似的半径的环只重新连接的碰撞参量的一个非常窄的范围内，远小于预期的几何截面单独。相反，当环的半径相差很大时，产生重联的碰撞参量的范围接近于几何值。考虑的第二种相互作用是圆环与高度变形环的碰撞。这种类型的相互作用似乎是产生小涡环的有效机制。模拟的背景下，碰撞涡环和量子湍流超流氦在零温度极限的实验进行了讨论。
2016-05-09 cond-mat.other physics.flu-dyn
Evidence for Vortex Rings with Multiquantum Circulation in He II
National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；FAMU-FSU College of Engineering, Florida State University（佛罗里达州立大学 FAMU-FSU 工程学院）
研究发现超流氦II中存在具有多量子环流的异常长寿命涡旋环，挑战了传统关于多量子涡旋寿命短的预期。
2026-03-05 cond-mat.other physics.flu-dyn
A note on the propagation of quantized vortex rings through a quantum turbulence tangle: Energy transport or energy dissipation?
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）
该研究通过几何论证与高分辨率数值模拟，探究量子湍流中小于涡旋间距尺度的量子涡环动力学，明确不同密度缠结下环发射对能量耗散的贡献，指出Kelvin波级联是高涡线密度下能量耗散的最合理解释。
2015-03-07 cond-mat.other physics.flu-dyn
Bathtub vortex in superfluid $^4$He
本文研究了超流$^4$ He中宏观抽吸流的结构。在这项研究中，我们主要分析的量子化涡束的结构，似乎在这样的系统中发挥重要作用。我们的研究是由大坂市立大学的一个研究小组最近进行的一系列实验[Yano $\textit{et. al.}$，J. Phys. Conf. Ser. $\textbf{969}$，012002（2018）]激发的;他们在超流$^4$ He中使用转子创建了吸入涡流。他们还报告说，高达$10^4$的量子化涡流在旋转流的中心区域积累。在这种宏观流动中的量子化涡被假定为形成束结构，然而，其机制尚未得到充分的研究。因此，我们规定了一个宏观的吸流正常流体和讨论的演变的巨涡（$\textit{i.e.}$，一个循环量子数超过1）和一束单量子化的漩涡从少量的种子涡。然后，使用数值模拟，我们讨论了几种可能的特征结构的束在这样的流，我们建议，在实验中的实际稳态束结构可以通过测量扩散常数的涡束后，宏观正常流已被切断验证。通过应用超流$^4$ He系统的广泛知识，我们阐明了一种新的宏观超流流动类型，并确定了一种新的量子化涡旋结构。
2020-12-23 cond-mat.other physics.flu-dyn
Half-quantized Non-Abelian Vortices in Neutron $^3P_2$ Superfluids inside Magnetars
指出在磁场大于$3 \times 10^{15}$ Gauss的磁星内核中，旋转中子$^3P_2$超流体中存在半量子化的非阿贝尔涡旋作为最低能态，而在磁场较小的普通中子星中则不存在半量子化的非阿贝尔涡旋.一个整数涡旋分裂成两个半量子化涡旋。涡的数量约为$10^{19}$，对于典型参数，它们在涡格中分离约为$μ$ m，而涡核尺寸约为10-100 fm。它们是以非阿贝尔第一同伦群为特征的非阿贝尔涡旋，因此当两个对应于非对易元素的涡旋碰撞时，它们之间必然会产生一个梯级涡旋，这意味着在磁星的核内会形成一个纠缠的涡旋网络。我们发现，在显示反铁磁性，其典型的幅度约为$10^{8-9}$高斯，这是10倍大于整数涡旋的涡核中的自发磁化，当外部磁场沿涡线存在。
2016-02-23 astro-ph.HE cond-mat.other hep-th
Comment on "Reconnection of quantized vortex filaments and the Kolmogorov spectrum"
在本评论中，我们想强调的是，在Phys. Rev. B 90，104506（2014）中，计算的能谱仅考虑了小相互作用（交叉）项，此外，该项仅在两个涡旋重新连接的瞬间计算。大部分动能包含在具有$1/k$特征光谱的自能项中。如果考虑到这一点以及随时间的附加平均值，则所建议的Kolmogorov型$k^{-5/3}$谱在包含这两项的动能谱中可能不可见。因此，我们发现，在超流体中的柯尔莫哥洛夫谱产生的旋涡的重联的建议误导。
2015-03-16 cond-mat.other physics.flu-dyn
Dynamics of the Density of Quantized Vortex-Lines in Superfluid Turbulence
超流体中涡旋线的量子化要求在量子湍流描述中引入涡旋线的密度$\C L(\B r,t)$。Vinen基于维数和物理考虑提出的$\C L(t)$的空间齐次平衡方程允许产生项$\C P$有许多竞争形式。根据时间相关的均匀实验来选择正确的一个的尝试以无结果告终。为了克服这一困难，我们宣布在这里的一种方法，采用了非均匀的通道流，这是非常适合区分所需的方程的各种可能的形式的影响。我们证明，最初选择的形式，这是广泛使用的文献中是与我们的数据强烈矛盾。因此，我们提出了一个新的非齐次方程的$\C L(\B r,t)$，这是在协议与我们的数据，并建议应考虑进一步研究的超流湍流。
2015-04-25 cond-mat.other quant-ph
Inelastic scattering of xenon atoms by quantized vortices in superfluids
我们研究了超流体中粒子与量子化涡旋的非弹性相互作用，采用了类似于Landau两流体方程的半经典物质波理论，但考虑了涡旋动力学。这项研究的动机是最近的实验氙掺杂的氦纳米液滴，显示沿涡核的杂质集群。数值模拟了超流氦中氙原子被量子化涡旋捕获和相互作用的动力学过程，所得结果可以推广到其它杂质被量子化涡旋散射的情况。考虑了入射粒子的不同能量和碰撞参量。我们表明，非弹性散射是密切相关的生成开尔文波沿量子化的涡旋在相互作用过程中，即使没有捕获。杂质的俘获判据用结合能表示。
2016-08-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Imaging the decay of quantized vortex rings to decipher quantum dissipation
像许多量子流体一样，超流氦-4（He II）可以被认为是两种可混溶流体成分的混合物：无粘超流和由热准粒子组成的粘性正常流体[1]。由于准粒子从超流体中的量子化涡旋线上散射，两种流体之间会出现相互摩擦[2]。这种量子耗散机制是理解双流体系统各种迷人行为的关键[3，4]。然而，由于缺乏指导性的实验数据，尽管进行了数十年的研究[5-10]，但对单个涡流和正常流体之间的相互摩擦进行建模仍然是一个悬而未决的话题。在这里，我们报告的实验中，我们可视化的运动的量子化涡环在He II的装饰与固化氘示踪粒子。通过研究环如何自发地收缩和加速，我们提供了明确的证据，表明只有最近的理论[9]才能再现观察到的环动力学，该理论解释了两种流体的耦合运动与自洽的局部摩擦。我们的工作消除了He II涡旋动力学理论描述中长期存在的模糊性，这将产生深远的影响，因为类似的相互摩擦概念已被广泛应用于各种量子双流体系统，包括原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）[11，12]，超流中子星[13-15]和重力映射全息超流[16，17]。
2022-11-03 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Magnetic Properties of Quantized Vortices in Neutron $^3P_2$ Superfluids in Neutron Stars
我们讨论了中子$^3P_2$超流体中的量子化涡旋，它被认为是在高密度中子物质如中子星中实现的。利用$^3P_2$超流体的Ginzburg-Landau自由能，我们确定了在无外磁场和有外磁场情况下的基态，并在无外磁场和有外磁场情况下沿涡旋轴（极向）或角向（环向）数值构造了$^3P_2$量子化涡旋.我们发现，在某些情况下的自发磁化的涡核，其典型的幅度约为$10^{7-8}$高斯，但在中子星的净磁场是可以忽略不计的，因为在一个涡旋晶格的比例的涡核大小$\sim 10$ fm和涡间距离$\sim 10^{-6}$ m。
2015-12-07 astro-ph.HE cond-mat.other hep-ph
Dynamics of quantized vortices moving towards reconnection
本文的主要目标是调查数字的量子化涡环的动力学，在有限温度下的重联之前，当相互摩擦本质上改变线的演变。模型建立在涡丝法的基础上，采用全毕奥-萨伐尔方程。研究发现，涡的初始位置和温度强烈影响两个涡环的尖端之间的最小距离$δ(t)$的时间依赖性。特别是，在某些情况下，涡环的收缩和崩溃，由于相互摩擦发生早于重联，从而取消后者。然而，这种关系采取通用平方根的形式$δ\left(t\right)=\sqrt{\left(κ/2π\right)\left(t_{*}-t\right)}$在距离小于一个，满足施瓦茨准则，当非本地的贡献毕奥-萨伐尔方程变得约等于本地的贡献。在“宇宙”中，涡旋的最近部分形成一个具有角度的类螺旋结构，该角度也不依赖于细丝的初始构型和温度。
2016-02-18 cond-mat.other cond-mat.soft
Stability of coreless vortices in ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensates
研究了在三维光学势和Ioffe-Pritchard场作用下，自旋为1的无旋玻色-爱因斯坦凝聚体中无核涡旋的能量和动力学稳定性。通过求解相应的Bogoliubov方程，研究了定常涡旋态的稳定性。我们证明了对应于轴对称定态的准粒子激发可以看作是轴向角动量的本征态。我们的研究结果表明，无芯涡状态可以发生作为局部或全球最小的凝聚能量或成为能量或动力学不稳定的Ioffe-Pritchard场的参数。实验上最相关的无核涡旋状态包含一个双量子化的涡旋在超精细自旋组件之一原来有非常非平凡的稳定区域，特别是准周期的动态不稳定区域，对应于分裂的双量子化的涡旋。
2007-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dynamics of pinned quantized vortices in superfluid $^4$He in a microelectromechanical oscillator
本文数值模拟 MEMS 振荡器中超流 $^4$He 的钉扎量子涡旋动力学，揭示 Kelvin 波共振、涡旋缠结抑制及阻尼力来源。
2023-10-26 cond-mat.other physics.flu-dyn
Vortex sheet in rotating two-component Bose-Einstein condensates
通过数值模拟Gross-Pitaevskii方程，研究了旋转下不互溶的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的涡旋态.对于强的组分间排斥，两个组分经历相分离以形成相同组分的几个密度域。在旋转的存在下，成核涡旋在畴之间对齐，组成单量子化涡旋的缠绕链，即涡旋片，而不是周期性的涡旋晶格。一个组分的涡旋位于另一组分的密度域区域，这导致蛇形域结构。只要组分内参数的不平衡小，则片材构型是稳定的。我们采用了一个平面片模型来估计相邻片之间的距离，由畴壁的表面张力和超流的动能之间的竞争，通过量子化的漩涡。通过比较该系统中的几种长度尺度，得到了涡旋态的相图。
2009-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Visualization of Kelvin waves on quantum vortices
在超流氦中，涡旋是量子化的，并被限制在线状的相位奇点上，称为量子或量子化涡旋。通过对超流$^{4}$ He中亚微米冻结粒子运动的可视化研究，我们首次直接观察到量子化涡旋重联后激发的螺旋Kelvin波。我们比较的数据与自相似的解决方案的涡丝模型。我们在流体动力学视频中报告了结果。
2012-10-18 cond-mat.other physics.flu-dyn
