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研究快讯 | Manakov方程中调制不稳定性和非简并Akhmediev呼吸子

已有 485 次阅读 2022-9-28 02:13 |系统分类:论文交流

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EXPRESS LETTER

Modulation Instability and Non-Degenerate Akhmediev Breathers of Manakov Equations

Chong Liu (刘冲), Shao-Chun Chen (陈少春), Xiankun Yao (姚献坤), and Nail Akhmediev

Chin. Phys. Lett. 2022, 39 (9): 094201

DOI: 10.1088/0256-307X/39/9/094201


文章亮点

发现一类非简并Akhmediev呼吸子,并揭示其存在相图、激发性质和光谱特性。

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上:简并和非简并Akhmediev呼吸子的(频率-波数)相图;左下:简并呼吸子振幅分布特征;右下:非简并呼吸子振幅分布特征。研究发现,简单的低频调制将同时激发这类非简并呼吸子。


Manakov方程中调制不稳定性和非简并Akhmediev呼吸子


研究背景

揭示复杂非线性局域现象的性质、规律和机制是物理学的重要目标之一。早在1966年发现的调制不稳定性至今仍是人们高度关注的研究课题,并不断催生新的挑战。可积模型的精确解为理解多种复杂现象提供了重要方式。描述多波耦合相互作用的可积模型——Manakov方程在光学和冷原子系统的相关研究中起到基础支撑作用。然而,目前大多数研究集中于精确解的构造,揭示矢量调制不稳定性演化特性的物理分析长久空缺。


内容简介

最近,西北大学理论物理团队成员刘冲等人与澳大利亚国立大学Nail Akhmediev合作,基于一类重要的可积模型,即Manakov方程,发现一类非简并Akhmediev呼吸子,并揭示其存在相图、激发性质和光谱特性。研究表明,这类呼吸子广泛存在于矢量不稳定性的低频区域,并可通过简单易行的初始周期调制激发。研究进一步预言了不稳定性非线性演化中存在的一类非简并至简并Akhmediev呼吸子的“相变”。


研究意义和重要性

该研究通过揭示非简并Akhmediev呼吸子新特性,丰富了人们对矢量调制不稳定性非线性动力学的理解,并为光学和冷原子系统的实验研究提供理论基础。


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