在超冷超流体数值模拟中发现的偏心分式skyrmion

　　在初始状态下，一个小的波动加上一个平坦的DW（A）会发展成一个典型的Kelvin-Helmholtz不稳定性（b）的波形，在左右两侧（c）释放出大量的天空光。它们中有许多是带整数电荷的普通天体或带有分数电荷的偏心天体。在图（d）中，我们看到了一个偏心的分数skyrmion，它是一个自旋向下的区域，位于最右边。红色和蓝色箭头显示向上和向下区域的自旋矢量。在磁畴壁上，自旋矢量消失或与绿色箭头表示的纸张平行。每个面板左下角的数字表示模拟中的时间。来源：大阪城市大学
　　大阪城市大学的一位科学家在铁磁超流体中发现了拓扑数为半整数的天空粒子。
　　大阪城市大学科学研究生院和南部Yoichiro理论与实验物理研究所（NITEP）讲师、该研究报告的唯一作者Hiromitsu Takeuchi说：＂这可能会给天雷现象的长期研究带来重大改变。＂。
　　skyrminos是一种相位缺陷，当系统的对称性在相变过程中自发破坏时形成，它对系统的宏观行为具有主导作用。因此，对于自发对称破缺（SSB）系统的物理性质，理解skyrimons已被理论化为基础。为了探索这一点，科学家们转向了超冷超流体，如玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），因为这些接近绝对零的原子气体不受阻碍理解其本质特性的影响，本质上成为量子模拟器。Takeuchi说：＂根据最近另一项研究的结果，我预测在BEC的铁磁相中会出现一个未知的不对称拓扑缺陷，但是当我发现它是一种新型的拓扑缺陷时，我非常震惊斯格明子.＂
　　发表在美国物理学会杂志上的一项新研究 物理复习A ，Takeuchi已经证明了这种偏心的分式天空盔甲的产生机制与传统的天空盔甲形成对比。
　　作为自旋流应用于磁畴壁（DW），DW的内部结构会发生从一相到另一相的转变。根据自旋电流的强度，科学家们观察到在BEC中形成两种类型的DWs，反铁磁（AF）核和破轴对称（BA）核DWs，根据壁的局部磁化强度进行分类。新的skyrmion是由一种不稳定性产生的，这种不稳定性可以被视为与Kelvin-Helmholtz不稳定性（KHI）等效的磁量子流体流体力学自旋向上和自旋向下的两个区域。在KHI机制中，封闭在DW中的磁性skyrimon从BA核DW中释放出来。Takeuchi说，传统的skyrmion具有整数拓扑电荷，＂类似于普通带电粒子只有整数倍的电荷，这是其基本电荷的倍数。＂。＂但是在BEC系统中，数值模拟关于BA核的不稳定性，DW表明产生了一个半整数量子数的偏心skyrmion。＂
　　到目前为止，孤立天体的拓扑量子数的最小单位被认为是统一的，但这项研究表明它可以是统一的一半。作者通过数值模型观察到，这是由于在新天球内部自发形成的自旋奇点。Takeuchi说，这些构造并不受欢迎，因为它提高了系统的能量。＂然而，这个新的天体似乎在抑制由这些奇点引起的能量增加方面发挥了作用，它位于磁性和向列相共存的地方。＂从这项研究中获得的有利条件可以使这一新的天文学在其他领域如粒子物理和自旋电子学中得以实现。