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广义非线性 Dirac 方程中两参数族的孤立波

斑图形成与孤子 2025-04-21 v1

摘要

我们获得了非线性 Dirac 方程在 1+1 维的精确解,形式为 Ψ(x,t)=Φ(x)eiωt\Psi(x,t) = \Phi(x) e^{-i \omega t},其中非线性相互作用是向量-向量(V-V)和标量-标量(S-S)相互作用的组合,相互作用拉格朗日由 LI=g2(κ+1)(ψˉψ)κ+1g2p(κ+1)[ψˉγμψψˉγμψ](κ+1)/2L_I= \frac{g^2}{(\kappa+1)}(\bar{\psi} \psi)^{\kappa+1} -\frac{g^2}{p(\kappa+1)}[\bar{\psi} \gamma_{\mu} \psi \bar{\psi} \gamma^{\mu} \psi]^{(\kappa+1)/2} 给出。这推广了 ABS 模型(N.V. Alexeeva, I.V. Barashenkov 和 A. Saxena, Annals Phys. {\bf 403}, 198, (2019))的模型,引入任意非线性参数 κ>0\kappa>0,并将 V-V 相互作用系数替换为任意正参数 p>1p>1,从而改变向量-向量和标量-标量相互作用的相对权重。我们证明,孤立波解在整个允许的 (κ,p)(\kappa,p) 平面上都存在,当 ω/m>1/p1/(κ+1)\omega/m > 1/p^{1/(\kappa+1)} 时,其中频率 ω\omega 和质量 mm。这些解具有其能量除以其电荷与耦合常数 gg 无关的属性。随着 ω\omega 的增大,存在从双峰到单峰孤子的转变。我们讨论了这些解在 ω,p,κ\omega,p,\kappa 作为函数的稳定性区域,使用 Vakhitov-Kolokolov 准则。最后我们讨论了 2 参数广义 ABS 模型对非相对论性简化为修正非线性 Schrodinger方程(NLSE)的可能性,并讨论了在修正 NLSE 有效域内孤立波的稳定性。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.13299,
  title  = {Solitary waves in a Two Parameter Family of Generalized Nonlinear Dirac Equations in $1+1$ Dimensions},
  author = {Avinash Khare and Fred Cooper and John F. Dawson and Avadh Saxena},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13299},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 11 figures