快速旋转超流体 ^{3}He 中的非常规涡旋与相变
摘要
本文基于 Ginzburg-Landau 自由能泛函研究了快速旋转超流体 ^3He 的涡旋格子相。为了确定 p-Omega 平面（p：压强；Omega：角速度）中的稳定相，采用多达 3000 个 Landau 能级的 Landau 能级展开法对该泛函进行最小化。该系统可以通过以下两种方式维持各种奇异涡旋：在不同分量间平移涡旋核，或用体相中未使用的分量填充涡旋核。此外，正如 Schopohl 所示，靠近上临界角速度 Omega_{c2} 附近的相既不是 A 相也不是 B 相，而是具有最小超流体密度的极化态。因此，预计在 p-Omega 平面中存在多个相。在 0.0001 Omega_{c2} <= Omega <= Omega_{c2} 范围内的本计算中发现了六个不同的相，其中 Omega_{c2} 的量级为 (1- T/T_c) 乘以 10^{7} rad/s。结果表明，实验上在 B 相中发现的双核涡旋源于 Omega_{c2} 附近极化态的常规六角格子，其演化途径依次为：由相互渗透的极化态与 Scharnberg-Klemm 子格子组成的相；具有极化核的 A 相混合扭曲格子；Ohmi、Tsuneto 和 Fujita 在孤立涡旋计算中发现的常规核格子；以及 Salomaa 和 Volovik 在另一项孤立涡旋计算中发现的 A 相核涡旋。据预测，在实验 p-T 相图中，当 Omega >~ 10^{3} ~ 10^{4} rad/s 时，双核涡旋将完全消失并被 A 相核涡旋取代。用于最小化单分量 Ginzburg-Landau 泛函的 C 程序可在 {http://phys.sci.hokudai.ac.jp/~kita/index-e.html} 获取。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0208029,
title = {Unconventional Vortices and Phase Transitions in Rapidly Rotating Superfluid ^{3}He},
author = {Takafumi Kita},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0208029},
year = {2009}
}
备注
13 pages, 9 figures