Preview

SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS

Advanced search

DYNAMICS OF THE INTERACTION OF TWO-DIMENSIONAL DOMAIN WALLS WITH A TOPOLOGICAL VORTEX

https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-2-5-15

Abstract

A numerical investigation of the dynamics of three-soliton interactions of 180-degree domain walls with a topological vortex (soliton) of the Belavin-Polyakov type in the phase space of a (2+1)dimensional anisotropic O(3) invariant nonlinear sigma model is carried out. Models of interaction of topological structures of the kink-vortex-antikink type are obtained, where the annihilation of domain walls and complete decay of topological vortices onto localized perturbations that have a unit value of the Kronecker index are observed. It is established that in the case of the opposite direction of the field, the annihilating domain walls absorb some of the energy of the topological vortex equivalent to the unit value of the Kronecker index. In the case of domain walls of the same polarity, depending on the Bloch or Neel structure of the interphase boundaries, the process of their annihilation occurs, respectively, without absorbing the energy of the topological vortex or with energy absorption equivalent to the value of two units of the Kronecker index. Based on the methods of the theory of finite difference schemes and the application of the properties of stereographic projection, a complex program module is proposed that implements an algorithm for the numerical calculation of the evolution of three-soliton interactions in a stratified space.

About the Authors

Kh. Kh. Muminov
S. U. Umarov Physical-Technical Institute of AS RT
Russian Federation


F. Sh. Shokirov
S. U. Umarov Physical-Technical Institute of AS RT
Russian Federation


References

1. Поляков А. М. Калибровочные поля и струны. Ижевск: ИД «Удмуртский университет», 1999. 312 с.

2. Ициксон К., Зюбер Ж.-Б. Квантовая теория поля: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. Т. 2. 400 с.

3. Цвелик А. М. Квантовая теория поля в физике конденсированного состояния: Пер. с англ. М.: Физматлит, 2004. 320 с.

4. Белавин А. А., Поляков А. М. Метастабильные состояния двумерного изотропного ферромагнетика // ЖЭТФ. 1975. Т. 22, вып. 10. С. 503-506.

5. Лере Ж. Дифференциальное и интегральное исчисления на комплексном аналитическом многообразии: Пер. с фр. М.: Иностр. лит., 1961. 137 с.

6. Муминов Х. Х., Шокиров Ф. Ш. Динамика взаимодействия доменных стенок в (2+1)-мерной О(3) нелинейной сигма-модели // Изв. АН РТ. 2015. Т. 4, вып. 161. С. 57-64.

7. Муминов Х. Х., Шокиров Ф. Ш. Математическое моделирование нелинейных динамических систем квантовой теории поля. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2017. 375 с.

8. Муминов Х. Х., Шокиров Ф. Ш. Взаимодействие и распад двумерных топологических солитонов О(3) векторной нелинейной сигма-модели // ДАН РТ. 2011. Т. 54, вып. 2. С. 110-114.

9. Муминов Х. Х., Шокиров Ф. Ш. Динамика взаимодействия топологических вихрей с доменной стенкой в (2+1)-мерной нелинейной сигма-модели // ДАН РТ. 2015. Т. 58, вып. 4. С. 302-308.

10. Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 657 с.

11. Kudryavtsev A., Piette B. M. A. G., Zakrjewsky W. J. Skyrmions and domain walls in (2+1) dimensions // Nonlinearity. 1998. Vol. 11. No 4. P. 783-796.


Review

For citations:


Muminov Kh.Kh., Shokirov F.Sh. DYNAMICS OF THE INTERACTION OF TWO-DIMENSIONAL DOMAIN WALLS WITH A TOPOLOGICAL VORTEX. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2018;13(2):5-15. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-2-5-15

Views: 124


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2541-9447 (Print)