受限超流 $^3$He 中拓扑保护剩余涡旋
介观与纳米尺度物理
2026-03-17 v3
摘要
从较少有序相向更有序相的对称性破坏相变通常会在有序相中产生拓扑缺陷。Kibble-Zurek 理论预测，对于任意二级相变（如早期宇宙），形成的缺陷密度应由系统相干时间与相变制热时间的尺度关系决定。我们对厚薄通道中的 He 超流进行测量，测量由于涡旋相互摩擦引起的第四声耗散。其中一个空间维小于 Kibble-Zurek 理论预测的特征长度尺度。我们的测量表明，正常态到超流二级相变后形成剩余涡旋，涡旋密度与通道尺寸相关，但关键的是与制热时间无关。我们提出一种修改的缺陷形成图景，认为狭窄的壁面防止涡旋线端部重新联结形成环状，导致涡旋平均间距由壁面间距决定，可使缺陷密度远高于 Bulk 系统。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.08765,
title = {Topologically-Protected Remnant Vortices in Confined Superfluid $^3$He},
author = {Alexander J. Shook and Daksh Malhotra and Aymar Muhikira and Vaisakh Vadakkumbatt and John P. Davis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.08765},
year = {2026}
}
备注
5 pages, 4 figures