零温下超流纳米氦液滴碰撞中的量子化涡核化
原子与分子团簇
2023-07-07 v1
摘要
我们在零温液体He含时密度泛函理论框架下,研究两个超流He液滴以非零初始相对速度与碰撞参数的碰撞。尽管受计算限制这些液滴尺寸很小(合并液滴含1000个He原子),我们发现对于合理的碰撞参数,量子化涡旋可轻易成核。与仅产生涡环的正面对撞不同,具有非零碰撞参数的碰撞会产生线性涡旋,这些涡旋在变形合并液滴表面出现的凹陷处成核。对于等尺寸液滴,涡旋成对产生;当碰撞液滴尺寸不同时,可出现奇数个涡旋。所有情形下涡旋均与表面毛细波共存。我们讨论了在涉及极大液滴的实验中,碰撞作为涡旋成核起源的可能性。另一个令人惊讶的结果是观察到即使在擦边与远端碰撞中液滴也会合并,其相对速度分别高达80 m/s与40 m/s,这是由液滴间长程范德瓦耳斯吸引所诱导。
引用
@article{arxiv.2307.02883,
title = {Quantized vortex nucleation in collisions of superfluid nanoscopic helium droplets at zero temperature},
author = {Ernesto García-Alfonso and Francesco Ancilotto and Manuel Barranco and Martí Pi and Nadine Halberstadt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02883},
year = {2023}
}