超导锥形管和瓶颈中的通量量子孤子

薄壁管状超导体在轴向磁场存在下会形成量子化的通量量子。通量量子对应于超导序参量的相位缠绕数，本质上是拓扑的。当管子沿轴向存在半径变化，在不同半径的区段之间形成瓶颈结构时，根据所施加的磁场，可能会出现通量量子失配。瓶颈因此成为一个拓扑边界，并承载着序参量的拓扑保护解，称为通量量子孤子，它们可以在具有柱对称性的瓶颈周围自由移动。通量量子孤子是一种具有非量子化磁通的新型涡旋，与超导薄膜中的Pearl涡旋和Corbino约瑟夫森结中的磁通子有松散的联系。我们利用扩散超导体的自洽准经典理论，表征了它们作为系统参数函数的性质。我们同时考虑了短瓶颈结构和长锥形管，其中多个被捕获的通量量子孤子根据它们之间的相互排斥作用形成复杂的排列。