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极化畸变B相³He中的弦单极子、弦壁、涡旋-斯格明子与联结物体

高能物理 - 唯象学 2020-07-01 v4 无序系统与神经网络 介观与纳米尺度物理 超导电性

摘要

复合宇宙学物体——由弦束缚的Kibble-Lazarides-Shafi (KLS)壁以及由Nambu单极子终止的宇宙弦——可能在早期宇宙的相变过程中产生。最近在超流体³He中的实验再现了KLS畴壁的形成,这为在人类可控的、具有不同特征尺度的系统中详细研究这些物体开辟了新的领域。这些复合缺陷由两次连续的对称性破缺相变形成。在第一次相变中形成弦,然后在第二次相变中该弦成为KLS壁的终止线。以同样的方式,在第一次相变中形成单极子,然后在第二次相变中这些单极子成为弦的终止点。在此我们表明,在第二次相变附近,复合缺陷可由相对同伦群描述。这是因为涉及两个分离良好的长度尺度,它们产生两类不同的简并真空态R_1和R_2,而复合物体对应于群π_n(R_1,R_2)的非平凡元素。我们以所谓的极化畸变B相为例进行讨论,该相是在气凝胶畸变的液态³He中由两步相变形成的。在该系统中,弦单极子终止于具有偶数绕数的自旋涡旋,而KLS弦壁终止于半量子涡旋。在磁场存在下,形成涡旋-斯格明子,且弦单极子转变为联结物体(nexus)。我们还讨论了这些物体的整数值拓扑不变量。我们的考虑可应用于其他凝聚态和宇宙学系统中的复合缺陷。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.07578,
  title  = {String monopoles, string walls, vortex-skyrmions and nexus objects in polar distorted B-phase of $^3$He},
  author = {G. E. Volovik and K. Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.07578},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 7 figures