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科学家提出了涡旋分子动力学的分布涡量模型
作者:小柯机器人 发布时间:2023/5/28 15:31:22

近日,新西兰梅西大学的Joachim Brand研究小组取得一项新进展。经过不懈努力,他们提出了涡旋分子动力学的分布涡量模型。相关研究成果已于2023年5月19日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究小组分析了硬壁俘获势对具有线性相干耦合的双组分玻色-爱因斯坦凝聚中涡旋分子动力学的影响。涡旋分子由每个组分凝析中相同电荷的涡旋组成,它们通过相对相位的域墙连接在一起。在先前的一篇论文中[S. Choudhury和J. Brand,Phys. Rev. A 106,043319(2022)],研究人员使用图像方法描述了涡旋分子与边界的相互作用,将每个组分涡旋分别视为点涡旋,同时考虑了来自域墙表面张力的马格努斯(Magnus)力效应。

此外,研究人员通过考虑图像涡量的连续分布来扩展模型,以更好地反映域墙对涡旋分子相位结构的影响。在各向同性势阱中,当涡旋分子处于进动居中状态时,分布的图像涡度会减弱其对进动频率的影响。此外,他们还通过在一个圆形盘中进行数值模拟来验证模型的预测,并发现这些结果进一步支持了改进模型的可靠性。

附:英文原文

Title: Distributed vorticity model for vortex molecule dynamics

Author: Sarthak Choudhury, Joachim Brand

Issue&Volume: 2023/05/19

Abstract: We analyze the effect of a hard wall trapping potential on the dynamics of a vortex molecule in a two-component Bose-Einstein condensate with linear coherent coupling. A vortex molecule consists of a vortex of the same charge in each component condensate connected by a domain wall of the relative phase. In a previous paper [S. Choudhury and J. Brand, Phys. Rev. A 106, 043319 (2022)] we described the interaction of a vortex molecule with the boundary using the method of images by separately treating each component vortex as a point vortex, in addition to a Magnus force effect from the surface tension of the domain wall. Here we extend the model by considering a continuous distribution of image vorticity reflecting the effect of the domain wall on the vortex molecule phase structure. In the case of a precessing centered vortex molecule in an isotropic trap, distributing the image vorticity weakens its contribution to the precession frequency. We test the model predictions against numerical simulations of the coupled Gross-Pitaevskii equations in a two-dimensional circular disk and find support for the improved model.

DOI: 10.1103/PhysRevA.107.053314

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.107.053314

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97
官方网址:https://journals.aps.org/pra/
投稿链接:https://authors.aps.org/Submissions/login/new