行走液滴的安德森局域化
流体动力学
2024-09-18 v3
摘要
理解粒子在无序环境中穿行的能力是无生命物质、生物学到电子学等无数场景中的核心问题。当宏观粒子的能量超过随机势地的特征势垒时,其最终表现为扩散运动。与之形成鲜明对比的是,波粒二象性使得处于充分无序介质中的电子即便在势场微弱时也会静止——这一非凡现象被称为安德森局域化。在此,我们呈现了一个具有波粒特征的流体动力学主动系统:一个毫米级液滴在其自身波场引导下越过水下随机地形,其动力学展现出与电子系统类似的局域化统计。对粒子轨迹系的考察揭示,当引导波场延展覆盖无序地形时扩散受到抑制。我们通过液滴与地形间波介导的共振耦合从机制上解释了涌现统计,该耦合在局域化区域周围产生吸引波势。这一流体动力学类比展示了经典粒子如何像波一样局域化,为活跃物质、波局域化、多体局域化和拓扑物质等多个领域的未来研究指明了新方向。
引用
@article{arxiv.2310.16000,
title = {Anderson localization of walking droplets},
author = {Abel J. Abraham and Stepan Malkov and Frane A. Ljubetic and Matthew Durey and Pedro J. Sáenz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16000},
year = {2024}
}