解決物理之謎：孤子其實是渦漩環

Feb. 3, 2014 by Peter Kelley
http://phys.org/news/2014-02-physics-mystery-solitons-vortex.html

海豚在水中製造的渦漩環例子，也稱為超環狀泡泡。渦漩環是Washington大學的新研究主題。

(Phys.org) —Washington大學新研究主題與使龍捲風巨大穩定的物理相同，研究結果可以讓我們夠了解核融合、超導和中子星原理的核子動力學。

這個研究釐清2013年研究所見的神秘現象—在冷原子中意料外行進很慢的不消退波。理論描述中說明這種波，稱為"重孤子"。

但是UW物理學家Aurel Bulgac和Michael Forbes和共同作者發現這是錯誤的：之前實驗觀察到的中孤子其實是渦漩環–很像量子的菸環。

Bulgac說，"這個實驗解釋並沒有理論支持，我們必須弄清楚到底發生了什麼事—需要好好的研究。"

渦漩環是一個甜甜圈狀現象，液體或氣體結合封閉通常旋轉成圓環狀。渦漩環的物理與造成龍捲風、火山爆發和菇狀雲穩定性的原理相同。

海豚自己製造渦漩環玩樂：

http://www.youtube.com/watch?v=bT-fctr32pE

Forbes說，"我們利用最先進電腦技術虛擬模擬來完整說明MIT的渦漩環結果。"他是UW客座教授，並於一月開始成為Washington州立大學物理系副教授。

他說他們使用的模擬"未來可以徹底改革解決特定物理問題的方法,"就像研究核反應時不需要執行核測試一樣。他說對中子星而言，研究結果更能夠幫助了解"自轉突變"或如此星體頻率快速增加的原因，這些可能都是星體內渦漩交互作用造成的現象。

Forbes說，"我們現在正處於電腦不足夠處理長期問題的時期。直接應用渦漩環的結果是目前研究方向之一。

研究的電腦工作(是直至目前最大的直接數值模擬之一)是由超級電腦Titan執行，Titan位於Tennessee的Oak Ridge Leadership計算設備中心也是美國在開放科學中最強大的電腦。同時UW Hyak高效能電腦叢集也參與研究。

進一步研究：地球自轉如何影響渦漩

更多訊息：Bulgac和Forbes一月發表文章於Physical Review Letters: prl.aps.org/abstract/PRL/v112/i2/e025301

期刊：Physical Review Letters

提供：University of Washington