論文の概要: Velocity correlations of vortices and rarefaction pulses in compressible planar quantum fluids

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.08930v1
• Date: Thu, 13 Feb 2025 03:28:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-14 13:47:19.882402
• Title: Velocity correlations of vortices and rarefaction pulses in compressible planar quantum fluids
• Title（参考訳）: 圧縮型平面量子流体における渦と希土類パルスの速度相関
• Authors: Ashton S. Bradley, Nils A. Krause,
• Abstract要約: 解析積分性を改善した平面量子流体中の渦コアを記述するための新しいアンザッツを開発した。 ジョーンズ・ロバーツ・ソリトンの高速希薄パルス状態では、高速波動関数がソリトンの主スケールを捉えている。 この結果は、原子と光の量子流体における量子渦とソリトンを特徴づける実験と、量子乱流の研究に関係している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We develop a quantitive analytical treatment of two-point velocity correlations for two important classes of superfluid excitation in compressible quantum fluids: vortices, and rarefaction pulses. We achieve this using two approaches. First, we introduce a new ansatz for describing vortex cores in planar quantum fluids with improved analytic integrability that provides analytic results for power spectra and velocity correlations for general vortex distributions, in good agreement with numerical results using the exact vortex shape. The results show signatures of short and long range correlations associated with vortex dipoles and vortex pairs respectively. Second, for the fast rarefaction pulse regime of the Jones-Roberts soliton the asymptotic high velocity wavefunction provides analytical results for the velocity power spectrum and correlation function, capturing the main length scale of the soliton. We compare our analytical treatment of the homogeneous system with numerical results for a trapped system, finding good quantitative agreement. Our results are relevant to experimental work to characterize quantum vortices and solitons in quantum fluids of atoms and light, and for studies of quantum turbulence.
• Abstract（参考訳）: 圧縮性量子流体における超流動励起の2つの重要なクラス(渦, 希少化パルス)に対する2点速度相関の定量的解析処理を開発した。 これを2つのアプローチで実現します。 まず, 平面量子流体中の渦コアを記述するための新しいアンザッツを導入し, 解析積分性が向上し, 一般渦分布のパワースペクトルと速度相関の解析結果が, 正確な渦形状を用いた数値結果とよく一致した。 その結果, 渦双極子と渦対に関連する短距離および長距離相関のシグネチャが認められた。 第二に、ジョーンズ・ロバートス・ソリトンの高速希薄パルス状態において、漸近高速波動関数は速度パワースペクトルと相関関数の解析結果を提供し、ソリトンの主長スケールを捉える。 我々は,同質系の解析処理と捕捉された系の数値計算結果を比較し,定量的な一致を見いだした。 この結果は、原子と光の量子流体における量子渦とソリトンを特徴づける実験と、量子乱流の研究に関係している。

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