自引力玻色-阿克西耳凝聚体中的涡旋保留介导的湍流转变

我们研究了自引力玻色-恩格尔凝聚体中的湍流减速动力学，比较纯粹的玻色系统与阿克西耳 (更高阶相互作用) 系统。通过模拟 Gross-Pitaevskii-Poisson 系统，我们研究受快速旋转减缓的凝聚体。我们发现，对于相同的相互作用强度，阿克西耳凝聚体具有更均匀的密度轮廓和较小的尺寸，这促进了更早的涡旋进入。快速减速触发涡旋脱离和湍流级联。对于相同的尺寸，两个系统都表现出短暂的 Kolmogorov 能量级联 ($k^{-5/3}$ 比例) 随后转变为 Vinen 湍流 ($k^{-1}$ 比例)。关键的是，随着相互作用强度（因此凝聚体尺寸）的增加，两者的响应呈现不同趋势：阿克西耳系统因增强的涡旋保留而越来越偏离 Kolmogorov 比例，这一趋势通过分析涡旋分数及其与最终旋转频率的依赖性得到量化确认。谱分析揭示，不可压缩能的增长主要由量子压力在涡旋脱离期间驱动，而非由可压缩流动驱动。可压缩谱显示出热化 ($k$ 比例)。我们的结果表明，不同的非线性机制支配着自引力量子流体中的涡旋动力学和湍流耗散。