Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана
A topological defect in the form of the Abrikosov–Nielsen–Olesen vortex in the space of an arbitrary dimension is considered as a gauge-flux-carrying tube that is impenetrable for quantum matter. The charged scalar matter field is quantized in the vortex background with the perfectly rigid (Neumann)...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021383 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2021383 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20213832022-02-17T19:05:09Z Induced Vacuum Current and Magnetic Flux in Quantum Scalar Matter in the Background of a Vortex Defect with the Neumann Boundary Condition Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. вакуумна поляризацiя ефект Ааронова–Бома вихровий дефект vacuum polarization Aharonov–Bohm effect vortex defect A topological defect in the form of the Abrikosov–Nielsen–Olesen vortex in the space of an arbitrary dimension is considered as a gauge-flux-carrying tube that is impenetrable for quantum matter. The charged scalar matter field is quantized in the vortex background with the perfectly rigid (Neumann) boundary condition imposed at the side surface of the vortex. We show that a current circulating around the vortex is induced in the vacuum, if the Compton wavelength of the matter field exceeds the transverse size of the vortex considerably. The vacuum current is periodic in the value of the gauge flux of the vortex, providing a quantum-field-theoretical manifestation of the Aharonov–Bohm effect. The vacuum current leads to the appearance of an induced vacuum magnetic flux that, for some values of the tube thickness, exceeds the vacuum magnetic flux induced by a singular vortex filament. The results are compared to those obtained earlier in the case of the perfectly reflecting (Dirichlet) boundary condition imposed at the side surface of the vortex. It is shown that the absolute value of the induced vacuum current and the induced vacuum magnetic flux in the case of the Neumann boundary condition is greater than in the case of the Dirichlet boundary condition. 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. Publishing house "Academperiodika" 2022-02-11 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021383 10.15407/ujpe67.1.3 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 67 No. 1 (2022); 3 Український фізичний журнал; Том 67 № 1 (2022); 3 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe67.1 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021383/2432 Copyright (c) 2022 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-02-17T19:05:09Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
вакуумна поляризацiя ефект Ааронова–Бома вихровий дефект |
| spellingShingle |
вакуумна поляризацiя ефект Ааронова–Бома вихровий дефект Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана |
| topic_facet |
вакуумна поляризацiя ефект Ааронова–Бома вихровий дефект vacuum polarization Aharonov–Bohm effect vortex defect |
| format |
Article |
| author |
Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. |
| author_facet |
Gorkavenko, V.M. Gorkavenko, T.V. Sitenko, Yu.A. Tsarenkova, M.S. |
| author_sort |
Gorkavenko, V.M. |
| title |
Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана |
| title_short |
Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана |
| title_full |
Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана |
| title_fullStr |
Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана |
| title_full_unstemmed |
Індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу Неймана |
| title_sort |
індуковані вакуумний струм та магнітний потік у кван-тованій скалярній матерії в присутності вихрового де-фекту з граничною умовою типу неймана |
| title_alt |
Induced Vacuum Current and Magnetic Flux in Quantum Scalar Matter in the Background of a Vortex Defect with the Neumann Boundary Condition |
| description |
A topological defect in the form of the Abrikosov–Nielsen–Olesen vortex in the space of an arbitrary dimension is considered as a gauge-flux-carrying tube that is impenetrable for quantum matter. The charged scalar matter field is quantized in the vortex background with the perfectly rigid (Neumann) boundary condition imposed at the side surface of the vortex. We show that a current circulating around the vortex is induced in the vacuum, if the Compton wavelength of the matter field exceeds the transverse size of the vortex considerably. The vacuum current is periodic in the value of the gauge flux of the vortex, providing a quantum-field-theoretical manifestation of the Aharonov–Bohm effect. The vacuum current leads to the appearance of an induced vacuum magnetic flux that, for some values of the tube thickness, exceeds the vacuum magnetic flux induced by a singular vortex filament. The results are compared to those obtained earlier in the case of the perfectly reflecting (Dirichlet) boundary condition imposed at the side surface of the vortex. It is shown that the absolute value of the induced vacuum current and the induced vacuum magnetic flux in the case of the Neumann boundary condition is greater than in the case of the Dirichlet boundary condition. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021383 |
| work_keys_str_mv |
AT gorkavenkovm inducedvacuumcurrentandmagneticfluxinquantumscalarmatterinthebackgroundofavortexdefectwiththeneumannboundarycondition AT gorkavenkotv inducedvacuumcurrentandmagneticfluxinquantumscalarmatterinthebackgroundofavortexdefectwiththeneumannboundarycondition AT sitenkoyua inducedvacuumcurrentandmagneticfluxinquantumscalarmatterinthebackgroundofavortexdefectwiththeneumannboundarycondition AT tsarenkovams inducedvacuumcurrentandmagneticfluxinquantumscalarmatterinthebackgroundofavortexdefectwiththeneumannboundarycondition AT gorkavenkovm índukovanívakuumnijstrumtamagnítnijpotíkukvantovaníjskalârníjmateríívprisutnostívihrovogodefektuzgraničnoûumovoûtipunejmana AT gorkavenkotv índukovanívakuumnijstrumtamagnítnijpotíkukvantovaníjskalârníjmateríívprisutnostívihrovogodefektuzgraničnoûumovoûtipunejmana AT sitenkoyua índukovanívakuumnijstrumtamagnítnijpotíkukvantovaníjskalârníjmateríívprisutnostívihrovogodefektuzgraničnoûumovoûtipunejmana AT tsarenkovams índukovanívakuumnijstrumtamagnítnijpotíkukvantovaníjskalârníjmateríívprisutnostívihrovogodefektuzgraničnoûumovoûtipunejmana |
| first_indexed |
2025-10-02T01:18:02Z |
| last_indexed |
2025-10-02T01:18:02Z |
| _version_ |
1851765326531788800 |