Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики
НАЧАЛО | ПОИСК | ДЛЯ АВТОРОВ | ПОМОЩЬ      e
Общая информация о журнале
Золотые страницы
Адреса редакции
Содержание журнала
Сообщения редакции
Правила для авторов
Загрузить статью
Проверить статус статьи


ЖЭТФ, Том 153, Вып. 3, стр. 475 (Март 2018)
(Английский перевод - JETP, Vol. 126, No 3, March 2018 доступен on-line на www.springer.com )

Устойчивые и неустойчивые вихревые узлы в захваченном бозе-конденсате
Рубан В.П.

Поступила в редакцию: 1 Ноября 2017

DOI: 10.7868/S0044451018030136

PDF (2257K)

В гидродинамическом приближении рассмотрена динамика квантового вихревого торического узла { \relax T}_{P,Q} и других подобных узлов в атомном бозе-конденсате, находящемся при нуле температуры в режиме Томаса-Ферми. Конденсат имеет пространственно-неоднородный равновесный профиль плотности ρ (z,r) благодаря действию внешнего осесимметричного потенциала. Предполагается, что z*=0, r*=1 является точкой максимума функции rρ (z,r), причем \delta (r\rho )\approx -(\alpha -\epsilon ) z^2/2 -(\alpha +\epsilon ) (\delta r)^2/2 при малых z и δ r. Геометрическая конфигурация узла в цилиндрических координатах определяется комплексной 2π P-периодической функцией A(\varphi ,t)=Z(\varphi ,t)+i [R(\varphi ,t)-1]. В случае |A|\ll 1 система описывается относительно простыми приближенными уравнениями для перемасштабированных функций W_n(\varphi )\propto A(2\pi n+\varphi ) в количестве P штук: iW_{n,t}=-(W_{n,\varphi \varphi }+\alpha W_n -\epsilon W_n^*)/2-\sum _{j
ot =n}1/(W_n^*-W_j^*). При ε =0 численно найдены для P=3 примеры устойчивых решений вида W_n=\theta _n(\varphi -\gamma t)\exp (-i\omega t) с нетривиальной топологией. Кроме того, промоделирована динамика различных нестационарных узлов с P=3, причем в ряде случаев замечена тенденция к образованию особенности за конечное время. Для P=2 при малых ε ot =0 исследованы вращающиеся вокруг оси z конфигурации вида W_0-W_1\approx B_0\exp (i\zeta )+\epsilon C(B_0,\alpha )\exp (-i\zeta ) + \epsilon D(B_0,\alpha )\exp (3i\zeta ), где B0, k0=Q/2, Ω 0=(k02-α )/2-2/B02. В пространстве параметров (α , B0) обнаружены широкие области устойчивости таких решений. При этом в неустойчивых зонах возможен возврат вихревого узла к слабо возбужденному состоянию.

 
Сообщить о технических проблемах