非均匀sine-Gordon系统中孤子棘轮的优化

当通过引入势$V(x)$打破空间对称性时，即使施加力的时间平均值为零，孤子也可以发生单向运动。该势由周期性重复的单元组成，每个单元包含一个在位置$x_{i}$处具有强局域不均匀性的不对称阵列。集体坐标方法表明，不均匀性的位置、高度和宽度（按此顺序）是获得最优有效势$U_{opt}$的关键参数，该势能产生最大的平均孤子速度。$U_{opt}$主要表现出两个特征：由正峰和负峰组成的双峰，以及双峰之间的长平坦区域。这种势可以通过选择符号相反的不均匀性（例如，长约瑟夫森结中的微电阻和微短路）并将它们放置得彼此靠近，而每对峰之间的距离较大来实现。集体变量理论的这些结果通过非均匀sine-Gordon系统的完整模拟得到了证实。