重连量子纽结中的螺旋度、拓扑与开尔文波
流体动力学
2016-10-12 v1
摘要
螺旋度是一种拓扑不变量，用于度量线、管与带之间的连接与打结程度。因此，它在天体物理与太阳物理、流体动力学、大气科学以及生物学中找到了大量应用。在量子流中，改变拓扑的重连事件是常态，螺旋度成为关键的研究量。然而，螺旋度的通常定义在量子涡旋中并不良定，而基于计算涡线连接与交叉的方法在复杂和湍流场景中根本无法应用。我们提出一种克服这些问题的螺旋度新定义。借助该定义，我们表明仅特定重连事件守恒螺旋度。在其他情况下，螺旋度可在重连过程中突变。此外，我们表明这些事件也能激发开尔文波，其在非线性相互作用时缓慢耗散螺旋度，从而将涡纽结理论与量子湍流的观测联系起来。
引用
@article{arxiv.1602.06880,
title = {Helicity, Topology and Kelvin Waves in reconnecting quantum knots},
author = {P. Clark di Leoni and P. D. Mininni and M. E. Brachet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06880},
year = {2016}
}