双组分超导体中的非迈斯纳电动力学与纽结孤子

我考虑了双组分超导体中的电动力学及纽结孤子问题。多组分超导体中可能存在纽结孤子的预测已在数年前提出。然而，它们在这些系统中的基本性质和稳定性，对于解析和数值处理而言，仍然是一个极其困难的问题。在此，我提出一种新的微扰方法，以自洽地处理问题中的所有自由度。我证明，存在一个Hopfion纹理的长度尺度，在该尺度下，双组分超导体的电动力学由一个自诱导的Faddeev项主导，这与单组分系统的迈斯纳电动力学形成鲜明对比。我还证明，在特定的短长度尺度下，双组分Ginzburg-Landau模型中的纽结孤子不能用Faddeev-Skyrme型模型描述，并且是不稳定的。然而，这些孤子在某些中等长度尺度下可以是稳定的。我认为，在该系统中，具有高拓扑荷的构型可能比低拓扑荷的构型更稳定。在论文的第二部分，我讨论了更一般的Ginzburg-Landau模型中纽结孤子稳定性的定性不同的物理机制，并指出了增强或抑制纽结孤子稳定性的物理相关项。通过这一论证，证明了广义Ginzburg-Landau模型具有稳定的纽结孤子。