Scattering of a vortex pair by a single quantum vortex in a Bose–Einstein condensate


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

We analyze the scattering of vortex pairs (the particular case of 2D dark solitons) by a single quantum vortex in a Bose–Einstein condensate with repulsive interaction between atoms. For this purpose, an asymptotic theory describing the dynamics of such 2D soliton-like formations in an arbitrary smoothly nonuniform flow of a ultracold Bose gas is developed. Disregarding the radiation loss associated with acoustic wave emission, we demonstrate that vortex–antivortex pairs can be put in correspondence with quasiparticles, and their behavior can be described by canonical Hamilton equations. For these equations, we determine the integrals of motion that can be used to classify various regimes of scattering of vortex pairs by a single quantum vortex. Theoretical constructions are confirmed by numerical calculations performed directly in terms of the Gross–Pitaevskii equation. We propose a method for estimating the radiation loss in a collision of a soliton-like formation with a phase singularity. It is shown by direct numerical simulation that under certain conditions, the interaction of vortex pairs with a core of a single quantum vortex is accompanied by quite intense acoustic wave emission; as a result, the conditions for applicability of the asymptotic theory developed here are violated. In particular, it is visually demonstrated by a specific example how radiation losses lead to a transformation of a vortex–antivortex pair into a vortex-free 2D dark soliton (i.e., to the annihilation of phase singularities).

Об авторах

L. Smirnov

Institute of Applied Physics; Lobachevskii State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: smirnov_lev@allp.sci-nnov.ru
Россия, Nizhny Novgorod, 603950; Nizhny Novgorod, 603950

A. Smirnov

Institute of Applied Physics

Автор, ответственный за переписку.
Email: smirnov@appl.sci-nnov.ru
Россия, Nizhny Novgorod, 603950

V. Mironov

Institute of Applied Physics

Email: smirnov@appl.sci-nnov.ru
Россия, Nizhny Novgorod, 603950

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».