Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.1.3Ключові слова:
вакуумна поляризацiя, ефект Ааронова–Бома, вихровий дефектАнотація
Топологiчний дефект у виглядi вихору Абрикосова–Нiльсе-на–Олесена у просторi довiльної вимiрностi розглядається як трубка, що мiстить потiк калiбрувального поля та є непроникливою для поля матерiї. Квантоване заряджене скалярне поле матерiї квантується з урахуванням наявностi вихору, на поверхнi якого накладено умову типу Неймана. Показано, що навколо вихору iндукується вакуумний струм за умови, що комптонiвська довжина хвилi поля матерiї значно перевищує поперечний розмiр вихору. Вакуумний струм є перiодичною функцiєю вiд потоку калiбрувального поля вихору, що є квантово-польовим проявом ефекту Ааронова–Бома. Вакуумний струм викликає появу iндукованого вакуумного магнiтного потоку, який (за деяких значень товщини трубки) перевищує вакуумний магнiтний потiк, що iндукується сингулярним вихором. Отриманi результати були порiвнянi з результатами, отриманими для випадку, коли на поверхню трубки накладалися граничнi умови типу Дiрiхле. Було показано, що у випадку граничної умови типу Неймана абсолютнi значення iндукованого вакуумного струму та iндукованого вакуумного магнiтного потоку перевищують значення вiдповiдних величин у випадку, коли на трубку накладаються граничнi умови типу Дiрiхле.
Посилання
A.J. Beekman, L. Rademaker, Jasper van Wezel. An introduction to spontaneous symmetry breaking. SciPost Phys. Lect. Notes 11, 1 (2019).
https://doi.org/10.21468/SciPostPhysLectNotes.11
A. Vilenkin, E.P.S. Shellard. Cosmic Strings and Other Topological Defects (Cambridge University Press, 1994) [ISBN: 0-521-39153-9].
R.H. Brandenberger. Topological defects and structure formation. Int. J. Mod. Phys. A 09, 2117 (1994).
https://doi.org/10.1142/S0217751X9400090X
A.A. Abrikosov. On the magnetic properties of superconductors of the second group. Sov. Phys.-JETP 5, 1174 (1957).
H.B. Nielsen, P. Olesen. Vortex-line models for dual strings. Nucl. Phys. B 61, 45 (1973).
https://doi.org/10.1016/0550-3213(73)90350-7
M.B. Hindmarsh, T.W.B. Kibble. Cosmic strings. Rep. Prog. Phys. 58, 477 (1995).
https://doi.org/10.1088/0034-4885/58/5/001
E.J. Copeland, T.W.Kibble. Cosmic strings and superstrings. Proc. Roy. Soc. A 466, 623 (2010).
https://doi.org/10.1098/rspa.2009.0591
R.P. Huebener. Magnetic Flux Structure in Superconductors (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1979) [ISBN: 978-3-662-02307-5].
https://doi.org/10.1007/978-3-662-02305-1
B. Rosenstein, D. Li. Ginzburg-Landau theory of type II superconductors in magnetic field. Rev. Mod. Phys. 82, 109 (2010).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.109
V. Berezinsky, B. Hnatyk, A. Vilenkin. Gamma ray bursts from superconducting cosmic strings. Phys. Rev. D 64, 043004 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.64.043004
R. Brandenberger, H. Firouzjahi, J. Karoubi, S. Khosravi. Gravitational radiation by cosmic strings in a junction. J. Cosmol. Astropart. Phys. 01, 008 (2009).
https://doi.org/10.1088/1475-7516/2009/01/008
M.G. Jackson, X. Siemens. Gravitational wave bursts from cosmic superstring reconnections. J. High Energy Phys. 06, 089 (2009).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2009/06/089
Y. Aharonov, D. Bohm. Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory. Phys. Rev. 115, 485 (1959).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.115.485
A. Tonomura. The AB effect and its expanding applications. J. Phys. A: Math. Theor. 43, 35402 (2010).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/43/35/354021
D.R. Nelson. Defects and Geometry in Condensed Matter Physics (Cambridge University Press, 2002) [ISBN: 0-521-80159-1].
G.E. Volovik. The Universe in a Helium Droplet (Clarendon, 2003).
Yu.A. Sitenko, A.Yu. Babansky. The Casimir-Aharonov-Bohm effect? Mod. Phys. Lett. A 13, 379 (1998).
https://doi.org/10.1142/S0217732398000437
Yu.A. Sitenko, A.Yu. Babansky. Effects of boson-vacuum polarization by a singular magnetic vortex. Phys. Atom. Nucl. 61, 1594 (1998).
Yu.A. Sitenko. One-loop effective action for the extended spinor electrodynamics with violation of Lorentz and CPT
symmetry. Phys. Lett. B 515, 414 (2001).
https://doi.org/10.1016/S0370-2693(01)00862-0
V.M. Gorkavenko, I.V. Ivanchenko, Yu.A. Sitenko. Induced vacuum current and magnetic field in the background of a vortex. Int. J. Mod. Phys. A 31, 1650017 (2016).
https://doi.org/10.1142/S0217751X16500172
V.M. Gorkavenko, Yu.A. Sitenko, O.B. Stepanov. Polarization of the vacuum of a quantized scalar field by an impenetrable magnetic vortex of finite thickness. J. Phys. A: Math. Theor. 43, 175401 (2010).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/43/17/175401
V.M. Gorkavenko, Yu.A. Sitenko, O.B. Stepanov. Vacuum energy induced by an impenetrable flux tube of finite radius. Int. J. Mod. Phys. A 26, 3889 (2011).
https://doi.org/10.1142/S0217751X11054346
V.M. Gorkavenko, Yu.A. Sitenko, O.B. Stepanov. Casimir force induced on a plane by an impenetrable flux tube of finite radius. Ukr. J. Phys. 58, 424 (2013).
https://doi.org/10.15407/ujpe58.05.0424
V.M. Gorkavenko, Yu.A. Sitenko, O.B. Stepanov. Casimir energy and force induced by an impenetrable flux tube of finite radius. Int. J. Mod. Phys. A 28, 1350161 (2013). https://doi.org/10.1142/S0217751X13501613
Yu.A. Sitenko, V.M Gorkavenko. Properties of the ground state of electronic excitations in carbon-like nanocones. Low Temp. Phys. 44, 1261 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5078524
Yu.A. Sitenko, V.M. Gorkavenko. Induced vacuum magnetic flux in quantum spinor matter in the background of a topological defect in two-dimensional space. Phys. Rev. D 100, 085011 (2019). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.100.085011
Yu.A. Sitenko. Induced vacuum magnetic field in the cosmic string background. Phys. Rev. D 104, 045013 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.045013
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
