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量子Hasimoto变换与量子局部感应近似下超流涡丝上的非线性波

流体动力学 2014-11-21 v3 混沌动力学 斑图形成与孤子 可精确求解与可积系统

摘要

经典LIA(局部感应近似,一种模拟细涡丝运动的模型)与非线性薛定谔方程(NLS)之间的Hasimoto变换在过去已被证明非常有用,因为它允许在已知NLS解的情况下构造LIA的新解。在本文中,量子形式的LIA(包括相互摩擦效应)与一类具有三次非线性的复杂非线性色散偏微分方程(PDE)(形式类似于Ginzburg-Landau方程,带有额外非线性项)相对应。通过这种方式变换量子LIA,一旦知道该色散PDE的解,就可以获得量子涡丝解。从我们的量子Hasimoto变换,我们确定了Stokes波和驻立1-孤子解在法向和副法向摩擦效应下的形式和行为。量子涡丝上的孤子解是Hasimoto数学构造的经典1-孤子解的自然推广(该解激发了后续的真实世界实验)。当法向流体速度相对较弱时,量子Hasimoto变换是有用的,因此对于法向流体速度占主导的情况,我们采用其他方法。我们直接从量子LIA考虑涡丝切向量的动力学,这种方法虽然不如量子Hasimoto变换优雅,但使我们能够研究主要由法向流体速度驱动的波。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.7023,
  title  = {Quantum Hasimoto transformation and nonlinear waves on a superfluid vortex filament under the quantum local induction approximation},
  author = {Robert A. Van Gorder},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.7023},
  year   = {2014}
}

备注

33 pages, 6 figures