Динамика взаимодействия топологических солитонов в обращенном времени
Приведены результаты численного моделирования взаимодействия топологических солитонов (2 + 1)-мерной О(3) нелинейной сигма-модели в обращенном времени. На первом этапе разработаны модели взаимодействий топологических вихрей, где в зависимости от динамических параметров наблюдаются процессы их распада на локализованные возмущения и поэтапной аннигиляции. Также рассмотрены модели поэтапной аннигиляции топологических вихрей при их взаимодействии с 180-градусными доменными границами. На основе полученных моделей разработаны начальные условия для проведения численного моделирования процессов взаимодействия в обращенном времени. Получены модели, описывающие полное восстановление исходного топологического поля взаимодействующих солитонов при объединении локализованных возмущений и волн излучений. Также получены модели, описывающие процессы формирования топологических вихрей в плоскости доменной границы и их последующей эмиссии. Таким образом, подтверждено свойство Т-инвариантности исследуемой теоретико-полевой модели. Численные расчеты проведены в расслоенном пространстве на основе методов теории конечных разностных схем c использованием свойств стереографической проекции. Эксперименты проведены при различных значениях индекса Хопфа топологических вихрей. Предложен комплексный программный модуль, реализующий специальный алгоритм численного расчета эволюции взаимодействия пространственно-временных топологических структур в обращенном времени.
Авторы: Х. Х. Муминов, Ф. Ш. Шокиров
Направление: Физические явления в твердых телах, жидкостях и газах
Ключевые слова: Сигма-модель, разностная схема, расслоенное пространство, Т-инвариантность, топологический солитон, численное моделирование
Открыть полный текст статьи