論文の概要: Quantum vortex in a fluid flow: negative effective mass and a novel mechanism for turbulence formation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.15803v1
- Date: Sun, 14 Jun 2026 13:09:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-16 16:21:33.859432
- Title: Quantum vortex in a fluid flow: negative effective mass and a novel mechanism for turbulence formation
- Title（参考訳）: 流体中の量子渦-負の有効質量と乱流形成の新しいメカニズム-
- Abstract要約: 無限円筒管内の細い円柱状量子渦フィラメントの運動について検討する。
我々の研究はエネルギースペクトル$E = E(p)$を調べ、$p$は渦環の運動量を表す。
発見されたスペクトル$E(p)$は、負および非常に大きな有効質量を持つ状態の存在を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We explore the movement of a thin, circular quantum vortex filament within an infinite cylindrical pipe. The fluid surrounding the vortex ring moves through the pipe at a non-zero velocity denoted by $v$. Our study examines the energy spectrum $E = E(p)$, where $p$ represents the total momentum of a vortex ring. We have demonstrated that the function $E(p)$ significantly depends on the velocity $v$. The discovered spectrum $E(p)$ reveals the existence of states with both negative and extremely large effective masses. We also explored the hypothesis regarding the existence of coupled vortex pairs possessing finite summary effective masses. Every pair consists of vortices that possess both positive and negative masses, with the magnitude of these masses being unrestricted. In our model, the criterion for the appearance of these states is based on comparing two numbers. The first is seen as a quantum counterpart to the Reynolds number, while the second represents its critical value for a flow with a single vortex. We also explore how this studied effect might contribute to the emergence of quantum turbulence. This study discusses a method for determining the critical Reynolds number in quantum turbulence, using the proposed model as a framework. Here, we use a new quantization technique for classical closed vortex filaments developed by the author earlier.
- Abstract（参考訳）: 無限円筒管内の細い円柱状量子渦フィラメントの運動について検討する。
渦輪を囲む流体は、$v$で示される非ゼロ速度でパイプを移動する。
我々の研究はエネルギースペクトル$E = E(p)$を調べ、$p$は渦環の運動量を表す。
我々は、関数 $E(p)$ がベロシティ $v$ に大きく依存していることを示してきた。
発見されたスペクトル$E(p)$は、負および非常に大きな有効質量を持つ状態の存在を明らかにする。
また,有限サマリー有効質量を持つ結合渦対の存在に関する仮説についても検討した。
すべての対は正質量と負質量の両方を持つ渦で構成され、これらの質量の大きさは制限されない。
このモデルでは、これらの状態の出現の基準は2つの数字を比較することに基づいている。
1つはレイノルズ数に匹敵する量子として、もう1つは1つの渦を持つ流れの臨界値を表す。
また、この研究結果が量子乱流の出現にどのように貢献するかについても検討する。
本研究では, 量子乱流における臨界レイノルズ数を決定する手法について, 提案モデルを用いて検討した。
ここでは、著者が以前に開発した古典的閉渦フィラメントに対して、新しい量子化手法を用いる。
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