检测超导体中的涡旋：从离散化复标量场提取一维拓扑奇点

在II型超导体中，超导涡旋的动力学决定了其输运性质。在金兹堡-朗道理论中，涡旋对应于复序参量中的拓扑缺陷。从离散化的数值模拟数据中提取其精确位置和运动是一项重要但具有挑战性的任务。过去，涡旋主要通过分析代表序参量的复标量场的大小来检测，并通过相应的等高线图和等值面进行可视化。然而，这些主要用于小规模模拟的方法模糊了涡旋的精细细节，难以扩展到大规模模拟，并且不易于隔离和跟踪单个涡旋。这里我们提出一种从复序参量场中精确寻找涡旋核心线的方法。利用该方法，涡旋可以以甚至比网格本身更精细的分辨率被轻松描述。涡旋核心的精确确定使得模型超导体内部涡旋的相互作用能够以比以往可能更高的分辨率可视化。通过将场表示为涡旋集合，该方法还大幅减少了模拟的数据占用，并为进一步分析和特征跟踪提供了数据结构。