具有现实势能的层状晶体中具有超声速度的超离散扭结

我们开发了一个动力学模型，用于描述硅酸盐云母晶体阳离子层中传播的非线性局域激发——超声速扭结。我们从纯静电库仑相互作用出发，添加了 Ziegler-Biersack-Littmark 短程排斥势以及由晶格中其他原子产生的周期势。这种方法允许构建可在宽能量和速度范围内在晶格中传播的超声速扭结。高能晶格扭结中的粒子间距具有物理上合理的数值。引入周期晶格势导致了一个重要特征：扭结以单一速度和单一能量传播，且与激发条件无关。所发现的扭结是超离散的，可以用“魔波数”$q\simeq 2\pi/3a$ 来描述，此前在 Fermi-Pasta-Ulam 晶格的非线性正弦波和超声速扭结中已揭示过该波数。超声速扭结的极端离散性（基本上只有两个粒子同时运动）使其双扭结结构的解释成为可能。超声速扭结的能量介于 beta 衰变中 $^{40}$K 反冲的可能源能量与实验发现的将原子从边界弹出所需的能量之间。