論文の概要: 2D Skyrmion topological charge of spin textures with arbitrary boundary conditions: a two-component spinorial BEC as a case study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.20977v1
- Date: Tue, 30 Jul 2024 17:13:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-31 16:30:51.597749
- Title: 2D Skyrmion topological charge of spin textures with arbitrary boundary conditions: a two-component spinorial BEC as a case study
- Title(参考訳): 任意の境界条件をもつスピンテクスチャの2次元スカイミオントポロジカル電荷--2成分スピノリアルBECを事例として-
- Authors: S. Sánchez-Reséndiz, E. Neri, S. González-Hernández, V. Romero-Rochín,
- Abstract要約: 2次元スピンテクスチャに対するスカイミオントポロジカルチャージの最も一般的な表現を導出する。
外部磁場の存在下で2次元の2成分スピノルBose-Einstein凝縮体を詳細に解析する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We derive the most general expression for the Skyrmion topological charge for a two-dimensional spin texture, valid for any type of boundary conditions or for any arbitrary spatial region within the texture. It reduces to the usual one $Q = 1/4\pi \iint \vec f \cdot \left(\partial_x \vec f \times \partial_y \vec f\right)$ for the appropriate boundary conditions, with $\vec f$ the spin texture. The general expression resembles the Gauss-Bonet theorem for the Euler-Poincar\'e characteristic of a 2D surface, but it has definite differences, responsible for the assignment of the proper signs of the Skyrmion charges. Additionally, we show that the charge of a single Skyrmion is the product of the value of the normal component of the spin texture at the singularity times the Index or winding number of the transverse texture, a generalization of a Poincar\'e theorem. We illustrate our general results analyzing in detail a two-component spinor Bose-Einstein condensate in 2D in the presence of an external magnetic field, via the Gross-Pitaevskii equation. The condensate spin textures present Skyrmions singularities at the spatial locations where the transverse magnetic field vanishes. We show that the ensuing superfluid vortices and Skyrmions have the same value for their corresponding topological charges, in turn due to the structure of the magnetic field.
- Abstract(参考訳): 2次元スピンテクスチャに対するスカイミオントポロジカルチャージの最も一般的な表現を導出し、任意の種類の境界条件やテクスチャ内の任意の空間領域に対して有効である。
これは通常の$Q = 1/4\pi \iint \vec f \cdot \left(\partial_x \vec f \times \partial_y \vec f\right)$に還元され、スピンテクスチャは$\vec f$となる。
一般表現は2次元曲面のオイラー・ポアンカーイ特性に対するガウス・ボネットの定理に似ているが、スカイミオン電荷の適切な符号を割り当てる原因となる明確な違いがある。
さらに、1つのスカイミオンの電荷は、スピンテクスチャの正規成分の値の指数の特異点の値や横テクスチャの巻数、ポアンカルの定理の一般化の積であることを示す。
本稿では,2成分スピノルBose-Einstein CondensateをGross-Pitaevskii方程式を用いて2次元に縮合させた結果について概説する。
縮合したスピンテクスチャは、横磁場が消える空間的位置におけるスカイミオン特異点を示す。
続いて発生する超流動渦とスカイミオンは、磁場の構造のため、対応するトポロジカル電荷に対して同じ値を持つことを示す。
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