論文の概要: A magnetic monopole in a superfluid bubble
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.15093v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 15:03:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.153396
- Title: A magnetic monopole in a superfluid bubble
- Title（参考訳）: 超流動気泡中の磁気モノポール
- Abstract要約: 磁気モノポールはゲージ場、トポロジー、幾何学位相、電荷量子化の交差点にある。
本研究では, 球状超流動殻における巨大量子渦のダイナミクスから, 創発的なディラックモノポールの枠組みが自然に生じることを示す。
- 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: Magnetic monopoles lie at the crossroads of gauge fields, topology, geometric phases, and charge quantization, yet they remain elusive as fundamental particles. Here we show that an emergent Dirac-monopole framework arises naturally from the dynamics of massive quantum vortices in a spherical superfluid shell. Their dynamics is formally equivalent to that of interacting charged particles constrained to a sphere in the field of a magnetic monopole. The monopole charge is fixed by the superfluid density and automatically satisfies Dirac's quantization condition. The emergent monopole description predicts cyclotron-like vortex motion, in quantitative agreement with Gross--Pitaevskii simulations. We further show that topological frustration induced by two like-charged polar vortices gives rise to the formation of an equatorial vortex necklace, a configuration reminiscent of the polygonal cyclone clusters observed around Jupiter's poles, before its subsequent breakup through a Kelvin--Helmholtz-like instability. Within this framework, the vortex necklace may be viewed as a quantized analogue of Wu--Yang gauge patching. Our results establish spherical superfluids as a versatile platform for realizing and exploring fundamental aspects of Dirac-monopole physics.
- Abstract（参考訳）: 磁化モノポールはゲージ場、トポロジー、幾何位相、電荷量子化の交差点にあるが、基本粒子として溶出できるままである。
ここでは, 球状超流動殻における巨大量子渦のダイナミクスから, 創発的なディラックモノポールの枠組みが自然に現れることを示す。
それらの力学は、磁気単極体の場の球に制限された荷電粒子の相互作用と正式に等価である。
モノポール電荷は超流動密度によって固定され、自動的にディラックの量子化条件を満たす。
創発的なモノポール記述は、グロス-ピタエフスキーシミュレーションと定量的に一致してシクロトロンのような渦運動を予測する。
さらに,2つの等電荷極性渦によって引き起こされる位相的フラストレーションが,木星の極付近で観測された多角形シクロンクラスターを連想させる赤道渦ネックレスの形成を引き起こし,その後ケルビン-ヘルムホルツ-Helmholtz-like不安定性によって崩壊することを示す。
この枠組みの中で、渦ネックレスは、Wu-Yangゲージパッチングの量子化されたアナログと見なすことができる。
本研究は, 球状超流体をディラックモノポール物理の基礎的側面の実現と探索のための多目的プラットフォームとして確立した。
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