Waves propagation in turbulent superfluid helium in presence of combined rotation and counterflow
在旋转、热逆流和热逆流与旋转同时结合的三种情况下,对波(即纵向密度波、温度波、纵向速度波、横向速度波和热波)在湍流超流氦中的传播进行了全面的研究。我们的分析的目的是获得尽可能多的信息,量子化的漩涡从这些不同的波的波速和衰减因子的缠结,这取决于它们的相对方向的传播相对于旋转矢量。
2010-08-25 cond-mat.other
Vortex density waves and high-frequency second sound in superfluid turbulence hydrodynamics
在本文中,我们表明,最近的流体动力学模型的超流湍流描述涡旋密度波和它们的影响的速度上的高频第二声音。在这个频率范围内,涡动力学不是纯粹的扩散,如低频率,但表现出波动的功能,其对第二个声音的影响在这里探讨。
2010-08-25 cond-mat.other
The free surface of superfluid 4He at zero temperature
用扩散蒙特卡罗方法研究了超流$^4$ He自由表面的结构和能量。扩展以前的计算Vallés和施密特,其中使用的格林函数蒙特卡罗方法,我们研究了表面的液体$^4$他在板几何形状使用大量的粒子在板和更新的原子间势。由表面密度增加的平板的能量精确地估算了表面张力,其值接近于现有的两个实验值之一。密度分布的结果允许计算的表面宽度,这表明与最近的实验数据的总体协议。对其他性质如二体径向分布函数、结构因子、单体密度矩阵等与表面横向的关系也进行了研究。从单体密度矩阵的渐近行为中提取的凝聚分数在接近表面时显示出明确的增强。
2005-03-21 cond-mat.other
Preparation and detection of d-wave superfluidity in two-dimensional optical superlattices
我们提出了一种利用超冷费米子原子在二维光学超晶格中产生和探测d波超流性的可控方法。我们的方案包括准备一个最近邻耦合的正方形斑阵或“超斑阵”阵列,并使用它们作为构建块来构建d波超流态。我们描述了如何使用这样的系统中的相干动力学演化实验探测配对机制。我们还推导出零温度相图的费米子在棋盘格(许多弱耦合的元格),并表明,通过调整元格间隧穿自旋相关或改变填充因子可以驱动系统进入d波超流相或库珀对密度波相。我们讨论了使用噪声相关测量实验探测这些阶段。
2008-06-02 cond-mat.other
A mathematical model of counterflow superfluid turbulence describing heat waves and vortex-density waves
本文研究了逆流超流湍流中涡旋密度波与高频二次声波的相互作用,并考虑了涡旋缠结的扩散和弹性贡献。分析是基于一组演化方程的能量密度,热通量,涡线密度,和涡通量,后者被认为是一个独立的变量,在这里,在以前的作品相比。后者的功能是至关重要的过渡,从扩散到传播行为的旋涡密度扰动,这是必要的解释高频第二声音的细节。
2010-08-25 cond-mat.other
Scale Separation Scheme for Simulating Superfluid Turbulence: Kelvin-Wave Cascade
开尔文波的柯尔莫哥洛夫型级联-涡线上的扭曲波-在低温下超流湍流的松弛中起着关键作用。本文提出了一种模拟单涡线上Kelvin波叶栅的有效数值格式。这个想法很可能是一个全面的模拟超流湍流的不同制度的推广。利用新的方案,我们能够明确地解决级联谱指数,从而解决最近的模拟[1]和最近发展的解析理论[2]之间的争议。[1]W.F. Vinen,M. Tsubota和A. Mitani,Phys. Rev. Lett. 91,135301(2003)。[2]E. V. Kozik和B. V. Svistunov,物理学评论快报。92,035301(2004)中所述。
2004-10-08 cond-mat.other
Wave equation of the scalar field and superfluids
超流系统和宇宙学之间的新的形式类比,通过考虑真空对声波量子的反作用\cite{noi}而出现,使我们能够提出这两个不同物理领域之间的一些共同特征。我们发现的条件,使我们能够证明广义相对论(GR)推导的流体动力学方程的超流体在四维空间的度量是Unruh一个\cite{Unruh}。此外,我们展示了如何,在特定的情况下考虑,我们的流体动力学方程可以推导出一个四维空间内的波动方程的无质量标量场。
2009-10-07 cond-mat.other
Faraday waves in elongated superfluid fermionic clouds
本文利用流体力学方程研究了零温度下,在细长雪茄形阱中的超流费米气体中法拉第波的形成。首先,我们治疗的径向密度分布的作用在一个无限的圆柱形几何形状的限制和分析评估的法拉第图案的波长。在流体动力学方程的数值解中充分考虑了轴向约束的影响,并表明无限长圆柱体的几何形状提供了一个很好的描述现象。
2008-09-29 cond-mat.other
Symmetry of Kelvin-wave dynamics and the Kelvin-wave cascade in the T=0 superfluid turbulence
本文认为,倾斜对称性(对称性相对于倾斜的坐标轴,涡运动的研究)在开尔文波的非线性动力学的影响。结论是,虽然开尔文波的频谱不是倾斜不变的,这并不妥协的倾斜不变性的开尔文波级联生动地争论现在在超流湍流理论。本文研究了强Kelvon相互作用对Kelvin波级联幂律指数的影响,提出了一个简单的从经典Kolmogorov级联到量子Kelvin波级联的交叉图,它不需要很宽的中间间隔,也不会遇到交叉点能量分布的失配。
2012-01-16 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
Reply to Comment on "Symmetry of Kelvin-wave dynamics and the Kelvin-wave cascade in the T=0 superfluid turbulence" [arXiv:1208.4593]
我讨论了L'vov和Nazarenko的评论(arXiv:1208.4593),旨在反驳我对他们的开尔文波级联机制的批评。重要的是,在他们的评论L'vov和Nazarenko承认,汉密尔顿,从他们得出他们的机制,是不是倾斜不变。这为他们的批评者提供了充足的弹药,他们认为他们的机制与各向同性空间中开尔文波动动力学的倾斜对称性相冲突。
2012-08-25 cond-mat.other
Neutron reflection from the surface of normal and superfluid 4He
首次观察到中子在氦表面的反射。1.54 K下超流态的4 He表面比2.3 K下正常液体的4 He表面更光滑。在超流状态下,我们还观察到一个~200埃厚的表面层,它有一个微妙不同的中子散射截面,这可以解释为靠近氦表面的增强的玻色-爱因斯坦凝聚体分数。
2007-12-05 cond-mat.other cond-mat.soft
Kolmogorov and Kelvin-Wave Cascades of Superfluid Turbulence at T=0: What is in Between?
只要涡量量子化仍然与长波物理无关,超流湍流就支持宏观上与正常液体的柯尔莫哥洛夫级联相同的制度。在足够高的波数下,波长空间中的能量通量由单独的开尔文波级联在单独的涡线上携带。我们分析了转化的Kolmogorov级联到开尔文波级联,揭示了一个链的三个不同的中间级联,支持本地诱导运动的涡线,并区分特定的重连机制。预测的最突出的定性特征是不可避免地产生涡环,其尺寸为涡间距离的数量级。
2007-10-24 cond-mat.other
Dynamics of the vortex-particle complexes bound to the free surface of superfluid helium
我们提出了一个实验和理论研究的二维动力学的带电纳米粒子捕获下的自由表面的超流氦在一个静态的垂直电场。我们专注于粒子的动力学驱动的相互作用与量子化的旋涡终止于自由表面。我们确定了两种类型的颗粒轨迹和相关的旋涡结构:垂直的线性旋涡钉在底部的容器和半环旋涡沿自由表面的液体。
2018-09-04 cond-mat.other physics.flu-dyn
Shear Viscosity in the Strong Interaction Regime of a p-wave Superfluid Fermi Gas
在超冷费米气体中,$p$波超流态是一种很有前途的自旋三重态和非$s$波配对态。本文利用Kubo方法研究了单组分$p$波超流体费米气体的低温剪切粘度。我们的研究是在费米超流体简化为复合玻色子系统的强耦合极限下进行的。考虑自能中的${{p}_{x}}$ -波Cooper通道,确定了粘性弛豫速率。与这些相互作用的弛豫速率计算作为温度的函数。它们的温度依赖性不同于$s$波超流体费米气体,这是由于$p$波超流体中的各向异性对相互作用的结果.我们的结果有助于理解这种各向异性如何影响这种非常规超流费米气体在低温极限下的输运性质。
2020-12-08 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
p-Wave Resonant Bose Gas: A Finite-Momentum Spinor Superfluid
我们证明了两种玻色子原子通过p波费什巴赫共振相互作用的简并气体(如在,例如,85 Rb-87 Rb混合物)表现出有限动量原子-分子超流体(AMSF),分别在大的负失谐和正失谐下被分子p波(轨道旋量)超流体和s波原子超流体夹在中间。磁场可以用来调谐AMSF态的调制波矢,以及驱动这个富系统中的量子相变。
2009-08-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
The carrying of the surface electrons in quasi-one-dimensional system over superfluid helium in conditions of the negatively charged substrate
研究了衬底带负电荷的超流氦表面电子的准一维系统。电导率随温度的变化呈阶梯状,在低于1.3K的温度下,电导率随温度的变化呈阶梯状。在不同的实验中,阶梯的参数是不同的。这种依赖关系不能用经典的进位模型来解释,因为信道中存在散射。推测这种依赖性与窄沟道中电子输运的量子特性有关。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Predicted signatures of p-wave superfluid phases and Majorana zero modes of fermionic atoms in RF absorption
研究了准二维费米气体原子通过p波费什巴赫共振相互作用的超流相。我们计算的吸收光谱下的超精细过渡,非旋转和旋转超流体的这些阶段。我们发现,人们可以识别的不同阶段的p波超流体的吸收光谱。吸收光谱表明,在弱配对$p_x+ip_y$相涡旋的核心处存在Majorana零模。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Surface-induced vortex core restructuring in a spin-triplet superfluid
Aalto University(阿尔托大学)
研究表面如何改变三重态超流体涡旋核心结构,发现表面效应导致涡旋核心异质性,与本体结构不同。
2026-10-27 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Surface Majorana fermions and bulk collective modes in superfluid 3He-B
到目前为止,拓扑超流体和超导体的理论研究主要是将无相互作用的拓扑绝缘体理论翻译成超流体语言,即用博戈留波夫准粒子代替电子,用博戈留波夫-德热内哈密顿量代替单粒子带哈密顿量。然而,带绝缘体和超流体有着根本的不同:前者在没有粒子间相互作用的情况下存在,而后者是对称性破缺的状态,它们的存在归功于这种相互作用。特别是,与带绝缘体的静态能隙不同,超流体中的能隙是由于受到热和量子涨落的动态序参量引起的。在这项工作中,我们探讨的后果,在$B$阶段的超流$^3$他的拓扑保护马约拉纳表面状态的序参量的批量量子波动。忽略高能振幅模,我们发现$^3$ He- $B$中的三个自旋轨道Goldstone模之一耦合到表面Majorana费米子.这种耦合反过来又诱导了马约拉纳费米子之间的有效短程两体相互作用,耦合常数与体$^3$ He中的核偶极-偶极相互作用的强度成反比。平均场论对这种耦合值的估计表明,$^3$ He- $B$中的表面马约拉纳费米子处于量子相变到带隙的时间反演对称性破缺相的附近。
2014-09-12 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Vortex pinning by surface geometry in superfluid helium
我们目前的测量超流氦中的一个单一的涡线如何与腔壁上的宏观凸起相互作用。在一般水平上,我们的测量证实了半球形凸起的涡钉扎计算工作,但并非所有的细节都同意。而不是观察一个独特的引脚位置,我们发现,一个给定的应用速度场可以支持钉扎在多个网站沿凸点,其顶点附近和其边缘附近。我们还发现,钉扎是不如预期的有利。涡流可以通过附近,甚至穿越凹凸本身,有或没有钉扎,这取决于它的路径的方法来凹凸。
2013-07-22 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Surface Majorana Cone of the Superfluid $^3$He B Phase
超流$^3$ He B相是实验上发现的最古老的非常规费米子凝聚体之一,最近被预测支持Majorana费米子表面态。马约拉纳费米子,其特征在于粒子和反粒子的等价性,具有线性色散关系,称为马约拉纳锥。通过改变超流$^3$ He B相的边界条件,测量了其横向声阻抗$Z$,发现$Z$在高镜面反射度的壁面上有一个峰的生长。我们的理论分析表明,$Z$的变化是由类锥色散关系的形成引起的,从而证实了Majorana费米子在镜面极限下的重要特征。
2010-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
On the Hydrodynamic Boundary Condition for Superfluid Flow
本文讨论了超流沿粗糙面切向运动的流体动力学边界条件。具体来说,我们认为,散射的量子波动的表面粗糙度影响的性质的边界条件,这有重要的后果,包括一个新的理论临界速度和存在的正常流体在任何非零速度,即使边界是在零温度。这种流体动力学边界条件不仅适用于超流氦实验,而且适用于捕获稀玻色-爱因斯坦凝聚体的实验,特别是那些涉及表面附近原子波导的实验。
2008-02-29 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Influence of Magnetic Field on Surface Andreev Bound States in Superfluid $^3$He-B Studied by Mobility of Electron Bubble
本文通过测量0.25 T磁场下超流$^3$He-B中电子气泡的迁移率,研究磁场对表面安德烈夫束缚态的影响,发现塞曼能隙的打开导致迁移率在低温下更陡峭增加。
2024-12-12 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Contribution of Andreev reflection to the mobility of surface state electrons on superfluid $^3$He-B
该研究通过带自由表面的真实模型序参量解析计算Andreev逆反射对超流$^3$He-B上Wigner固体迁移率的贡献,发现其不提升迁移率,结果与实验吻合,并讨论了自洽序参量下的相关情况。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Collective Modes and f-wave Pairing Interactions in Superfluid 3He
超流3 He B中集体模的精确测量对准粒子和f波配对相互作用敏感。在不同的压力下进行测量,使用在声腔中的横向声音的干涉。我们适合测量的集体模式的频率,这取决于强度的f波配对和费米液体参数F2,理论预测和讨论这些值有什么影响,观察新的序参量集体模式。
2006-09-12 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Anisotropic Fermi Superfluid via p-wave Feshbach Resonance
本文从理论上研究了轨道p波通道中由费什巴赫共振引起的费米超流性。我们表明,由于偶极相互作用,配对是非常各向异性的。当这种偶极相互作用相对较强时,配对具有对称性$k_z$。当它相对较弱时,它具有对称性$k_z + i βk_y$(直到围绕$\hat z$旋转,这里是$β< 1$)。这两种状态之间的相变可以在磁场或气体密度的变化下发生。
2005-04-12 cond-mat.other physics.atom-ph
Trapped p-wave superfluids: a local density approach
利用局域密度近似方法研究了简谐囚禁p波费米气体的基态超流性质随费米子-费米子吸引强度的变化。虽然密度分布是双峰的弱吸引BCS侧,它成为单峰的吸引力增加,并饱和向BEC侧。这种非单调演化与拓扑无隙到有隙相变有关,并且可以通过射频光谱观察到,因为准粒子转移电流仅在BEC侧需要有限的阈值。
2008-01-24 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Temperature suppression of Kelvin-wave turbulence in superfluids
在超流湍流的能量耗散现象中,量子涡旋上传播的Kelvin波起着至关重要的作用。以前的理论研究一直集中在开尔文波湍流统计物理的零温度极限。在这封信中,我们通过引入非零相互摩擦耗散力形式的小但有限的温度来超越这个无热极限;在超流湍流的实际实验中经常遇到的一种情况。在这种情况下,我们表明,存在一个新的典型的长度尺度分离的准惯性范围的开尔文波湍流远耗散范围。这封信的高潮与分析预测的能谱的开尔文波湍流在这两个制度。
2012-07-29 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Dispersive, superfluid-like shock waves in nonlinear optics
在大多数经典流体中,冲击波是强烈耗散的,它们的能量通过粘性阻尼迅速损失。但在冷等离子体、超流体和玻色-爱因斯坦凝聚体等系统中,粘性可以忽略不计或不存在,可能出现一种根本不同类型的激波,其行为由色散而不是耗散主导。弥散激波很难通过实验进行研究,并且仅在一维(1D)中找到了支配它们的方程的解析解。通过利用一个众所周知的,但很少赞赏,超流体和非线性光学材料的行为之间的对应关系,我们展示了一个全光学实验平台,用于研究色散冲击波的动力学。这使我们能够观察色散冲击波的传播和非线性响应,包括碰撞冲击波的相互作用,在1D和2D。我们的系统提供了一个多功能的和更容易的手段,探索超流体和相关的色散现象。
2007-07-13 cond-mat.other physics.flu-dyn physics.optics
Dynamic interaction between chiral currents and surface waves in topological superfluids: a pathway to detect Majorana fermions?
本文提出在拓扑超流体$^3$He中利用表面波与体相手性马约拉纳电流的相互作用来确证马约拉纳费米子的实验方案,为探测这一80年理论预言提供现实可行途径。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Kelvin-wave cascade and dissipation in low-temperature superfluids vortices
研究了由Gross-Pitaevskii方程驱动的量子化超流涡旋中Kelvin波的统计性质。没有人为的强迫或耗散。准确跟踪涡流位置。这一过程直接使我们能够获得凯文波占据数谱。从初始条件下的长时间积分和整体平均获得的数值数据支持[L 'vov和Nazarenko,JETP Lett 91,428(2010)]中提出的谱。惯性范围内的开尔文波模式被发现是高斯弱湍流预测所预期的。最后研究了开尔文波谱的耗散范围。在这个范围内观察到强烈的非高斯波动。
2012-09-17 cond-mat.other nlin.CD physics.flu-dyn
Fermion zero modes at the boundary of superfluid 3He-B
3 He-B超流体是一类重要的特殊的时反不变性拓扑超流体。它具有马约拉纳费米子作为边缘态的体3 He-B的表面上。在粗糙壁面上,这些费米子零模在E=0处具有有限的态密度。兰开斯特实验用一根在3 He-B中振动的金属丝,可能已经探测到了金属丝表面的马约拉纳费米子。
2009-08-25 cond-mat.other cond-mat.str-el hep-ph