武汉物数所等在费米体系的涡旋动力学研究中取得重要进展

2011-7-13 13:34 来源: 中国科学院
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  如果人们试图旋转一个超流体系,会发现体系中将形成一些涡旋,靠近涡旋中心的地方流体转动速度大,而离涡旋中心较远的地方流体转动速度小甚至不流动,这种高度非均匀的转动特性是一种量子效应。

  最近,中科院武汉物理与数学研究所余永乐和华盛顿大学及其它单位的合作者在费米体系的涡旋动力学上取得重要进展,文章发表在Science(332,1288(2011))上。

  他们构建了基于密度泛函的费米超流体系的动力学方程,并在超大规模计算机群JaguarPF上对实时3D系统求解和获得涡旋发展演化的图像。他们的计算展示了随着转动速度的加快,涡旋是如何逐个产生和出现。他们还发现了在复杂的扰动情况下,一些涡旋线之间的相互运动和作用,比如涡旋线的链接和交换片段(类似DNA的recombination),这一过程是产生无耗散的量子混沌现象的中心过程。而在过去,人们只能对超流体系中简单的流动进行可靠的计算。

  他们的工作对于研究中子星,冷原子气体等体系的转动有着基础的意义。

  该研究得到了科技部973项目和自然科学基金委面上项目等的支持。