Topologically protected vortex knots and links

Toni Annala, Roberto Zamora-Zamora, Mikko Möttönen

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

6 Sitaatiot (Scopus)
106 Lataukset (Pure)

Abstrakti

In 1869, Lord Kelvin found that the way vortices are knotted and linked in an ideal fluid remains unchanged in evolution, and consequently hypothesized atoms to be knotted vortices in a ubiquitous ether, different knotting types corresponding to different types of atoms. Even though Kelvin’s atomic theory turned out incorrect, it inspired several important developments, such as the mathematical theory of knots and the investigation of knotted structures that naturally arise in physics. However, in previous studies, knotted and linked structures have been found to untie via local cut-and-paste events referred to as reconnections. Here, in contrast, we construct knots and links of non-Abelian vortices that are topologically protected in the sense that they cannot be dissolved employing local reconnections and strand crossings. Importantly, the topologically protected links are supported by a variety of physical systems such as dilute Bose-Einstein condensates and liquid crystals. We also propose a classification scheme for topological vortex links, in which two structures are considered equivalent if they differ from each other by a sequence of topologically allowed reconnections and strand crossings, in addition to the typical continuous transformations. Interestingly, this scheme produces a remarkably simple classification.
AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli309
Sivumäärä11
JulkaisuCommunications Physics
Vuosikerta5
Numero1
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 12 jouluk. 2022
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Topologically protected vortex knots and links'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • -: Kvanttiteknologian huippuyksikkö

    Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Suominen, H. (Projektin jäsen), Blanchet, F. (Projektin jäsen), Rasola, M. (Projektin jäsen) & Sah, A. (Projektin jäsen)

    01/05/202031/12/2022

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

  • QUESS - Quantum Environment Engineering for Steered Systems

    Möttönen, M. (Vastuullinen tutkija), Abuzaid, O. (Projektin jäsen), Partanen, M. (Projektin jäsen), Keränen, A. (Projektin jäsen), Tiurev, K. (Projektin jäsen), Blanchet, F. (Projektin jäsen), Girard, J.-P. (Projektin jäsen), Ikonen, J. (Projektin jäsen), Mäkinen, A. (Projektin jäsen), Tuohino, S. (Projektin jäsen), Tuorila, J. (Projektin jäsen), Mörstedt, T. (Projektin jäsen), Ma, J. (Projektin jäsen), Oinonen, N. (Projektin jäsen), Sah, A. (Projektin jäsen), Kohvakka, K. (Projektin jäsen), Silveri, M. (Projektin jäsen), Gunyho, A. (Projektin jäsen) & Kivijärvi, H. (Projektin jäsen)

    23/12/201631/12/2021

    Projekti: EU: ERC grants

Siteeraa tätä