Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 153, No. 3, p. 475 (March 2018)
(English translation - JETP, Vol. 126, No. 3, March 2018 available online at www.springer.com )

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

Received: November 1, 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.

 
Report problems