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涡旋的横向力与涡旋质量:自由体和涡旋核束缚准粒子的效应

其他凝聚态物理 2013-04-25 v2 量子气体

摘要

本文重新评估了涡旋横向力和涡旋质量这一古老但仍有争议的问题。在Bose液体和Fermi液体中,来自自由体准粒子的涡旋横向力均源于Aharonov--Bohm效应。然而,在Fermi液体中,必须考虑由二分量旋量波函数描述的BCS准粒子的Aharonov--Bohm效应的特殊性。与广为人知的论断相反,在超流Fermi液体中,横向力(无论是来自自由体准粒子还是来自涡旋核束缚准粒子)与涡旋核中的谱流之间没有联系。事实上,在运动涡旋的核中不存在稳态谱流,在此方面与谱流确实可能存在的SPN结中的Andreev束缚态的类比是无效的。澄清了回流对涡旋质量的作用。回流是涡旋核内外电流之间不匹配的必然结果,并恢复了被这种不匹配所破坏的粒子数(电荷)守恒。在Fermi液体中,回流补偿了通过核束缚态的电流,而该电流是涡旋质量(Kopnin质量)的来源。这导致Kopnin涡旋质量通过一个数值因子发生重整化。

关键词

引用

@article{arxiv.1301.4554,
  title  = {Transverse force on a vortex and vortex mass: effects of free bulk and vortex-core bound quasiparticles},
  author = {E. B. Sonin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1301.4554},
  year   = {2013}
}

备注

20 pages, 4 figures, the version accepted for publication in Phys. Rev. B