具有排斥非线性的非均匀介质中的扭曲环形涡旋孤子
斑图形成与孤子
2015-06-23 v1 量子气体
高能物理 - 理论
光学
摘要
以所谓 Hopfions 形式存在的环形模式具有两个独立的缠绕数：一个是隐藏的缠绕数（扭曲，s），表征嵌入三维孤子中的圆形涡旋线；另一个是绕垂直轴的涡度 m。它们出现在许多领域，包括场论、铁磁体以及半导体和超导体。这类拓扑态通常在多分量系统中产生，或作为在环形势中捕获的准线性模式。我们发现，在无需任何线性势的单分量框架下，只要排斥非线性的强度从中心到外围增长得足够快，对于陡峭和平滑的调制剖面均能产生具有此结构的稳定孤子。产生了 s=1 且涡度 m=0,1,2 的环形模式。它们在 m<=1 时是稳定的，且在 s>1 时不存在。对于 s=1, m=0 的扭曲环，得到了一个近似解析解。在施加外部扭矩时，它像刚性环一样旋转。该框架可在 BEC 中实现，通过非均匀磁场控制的 Feshbach 共振来完成。
引用
@article{arxiv.1412.2001,
title = {Twisted toroidal vortex-solitons in inhomogeneous media with repulsive nonlinearity},
author = {Y. V. Kartashov and B. A. Malomed and Y. Shnir and L. Torner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.2001},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 5 figures, to appear in Physical Review Letters