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Gross-Pitaevskii方程谱中非线性Bloch波的分叉。 (英语) Zbl 1339.37072号

摘要:我们从具有周期势的Gross-Pitaevskii(GP)方程在任意空间维的谱严格分析了平稳所谓的非线性Bloch波(NLB)的分岔。这些解可以表示为拟周期函数的有限和,并以形式渐近展开形式从所谓的代数耦合模方程的解中获得。在这里,我们通过证明NLB的存在性和估计形式渐近的误差来证明这种扩展。该分析通过数值分岔图进行说明,主要是二维分岔图。此外,我们还说明了NLB与GP方程其他类解的一些关系,特别是所谓的包外孤子和截断NLB,并给出了有关这些解稳定性的一些数值实验。

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37千50 无限维哈密顿和拉格朗日系统的分岔问题
35B40码 偏微分方程解的渐近行为
55年第35季度 NLS方程(非线性薛定谔方程)
2005年3月37日 动力系统仿真
65页30 数值分歧问题

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参考文献:

[1] Aceves,A.B.:光学间隙孤子:过去、现在和未来;理论和实验。《混沌》10,584-589(2000)·Zbl 0971.78014号 ·doi:10.1063/1.1287065
[2] Adams,R.A.,Fournier,J.J.F.:Sobolev空间。纯数学和应用数学。Elsevier Science,阿姆斯特丹(2003)·Zbl 1098.46001号
[3] Agrawal,G.P.:非线性光纤。学术出版社,伦敦(2001)·Zbl 1024.78514号
[4] Alexander,T.J.,Ostrovskaya,E.A.,Kivshar,YuS:周期势中的自陷非线性物质波。物理学。修订稿。96, 040401-040404 (2006) ·doi:10.1103/PhysRevLett.96.040401
[5] Bersch,Chr,Onishchukov,G.,Peschel,U.:时间晶格中的光学间隙孤子和截断非线性Bloch波。物理学。修订稿。109, 093903 (2012) ·doi:10.1103/PhysRevLett.109.093903
[6] Blank,E.,Dohnal,T.:通过数值Evans函数方法的表面间隙孤子族及其稳定性。SIAM J.应用。动态。系统。10(2), 667-706 (2011) ·Zbl 1219.35277号 ·doi:10.1137/090775324
[7] Boyd,J.P.:《弱非局部孤立波和超越全阶渐近》,《数学及其应用》第442卷。Kluwer学术出版社,多德雷赫特(1998)·Zbl 0905.76001号 ·doi:10.1007/978-1-4615-5825-5
[8] Busch,K.,Schneider,G.,Tkeshelashvili,L.,Uecker,H.:空间周期介质中非线性薛定谔方程的证明。Z.安圭。数学。物理学。57, 905-939 (2006) ·Zbl 1109.35104号 ·doi:10.1007/s00033-006-0057-6
[9] Coles,M.,Pelinovsky,D.:光学晶格中布洛赫波的能带环。螺柱应用。数学。128(3), 300-336 (2012) ·Zbl 1251.35166号 ·文件编号:10.1111/j.1467-9590.2011.00536.x
[10] Cristiani,M.、Morsch,O.、Müller,J.H.、Ciampini,D.、Arimondo,E.:一维光学晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的实验性质:布洛赫振荡、Landau-Zener隧穿和平均场效应。物理学。修订版A 65(6),063612(2002)·doi:10.1103/PhysRevA.65.063612
[11] Dohnal,T.:具有有限带势的周期非线性薛定谔方程中的行波。SIAM J.应用。数学。74(2), 306-321 (2014) ·Zbl 1301.35149号 ·doi:10.1137/130933149
[12] Dohnal,T.,Pelinovsky,D.E.,Schneider,G.:具有可分离周期势的二维非线性椭圆问题中的耦合模方程和间隙孤子。非线性科学杂志。19, 95-131 (2009) ·Zbl 1177.35216号 ·doi:10.1007/s00332-008-9027-9
[13] Dohnal,T.、Rademacher,J.、Uecker,H.、Wetzel,D.:pde2path 2.0:多参数延拓和周期域。In:Ecker,H.、Steindl,H.和Jakubek,S.(编辑)ENOC 2014-第八届欧洲非线性动力学会议进展(2014a)
[14] Dohnal,T.、Rademacher,J.、Uecker,H.、Wetzel,D.:pde2path 2.0用户手册(2014)。http://www.staff.uni-oldenburg.de/hannes.uecker/pde2path ·Zbl 1213.35060号
[15] Dohnal,T.,Uecker,H.:具有不可分离周期势的二维Gross-Pitaevskii方程的耦合模式方程和间隙孤子。物理学。D 238(9-10),860-879(2009)·Zbl 1173.37056号 ·doi:10.1016/j.physd.2009.02.013
[16] Eastham,M.S.P.:周期微分方程的谱理论。苏格兰学术出版社,爱丁堡(1973)·Zbl 0287.34016号
[17] Efremidis,N.K.,Hudock,J.,Christodoulides,D.N.,Fleischer,J.W.,Cohen,O.,Segev,M.:二维光学晶格孤子。物理学。修订稿。91, 213906 (2003) ·doi:10.1103/PhysRevLett.91.213906
[18] Fefferman,C.L.,Weinstein,M.I.:蜂窝状晶格势和狄拉克点。美国数学杂志。Soc.25(4),1169-1220(2012)·Zbl 1316.35214号 ·doi:10.1090/S0894-0347-2012-00745-0
[19] Fibich,Gadi:《非线性薛定谔方程》,《应用数学科学》第192卷,第192卷。查姆施普林格(2015)。(奇异解和光学坍塌)·Zbl 1351.35001号 ·doi:10.1007/978-3-319-12748-4
[20] Gaizauskas,E.,Savickas,A.,Staliunas,K.:带帽孤子的辐射。选择。Commun公司。285(8), 2166-2170 (2012) ·doi:10.1016/j.optcom.2011.12.088
[21] Hörmander,L.:线性偏微分算子的分析III:伪微分算子。柏林施普林格出版社(2007)·Zbl 1115.35005号
[22] Hwang,G.,Akylas,T.R.,Yang,J.:一维周期介质中的间隙孤子及其线性稳定性。物理学。D非线性现象。240(12), 1055-1068 (2011) ·兹比尔1218.35224 ·doi:10.1016/j.physd.2011.03.003
[23] Ilan,B.,Weinstein,M.I.:带边孤子,非线性Schrödinger/Gross-Pitaevskii方程和有效介质。多尺度模型。模拟。8(4), 1055-1101 (2010) ·Zbl 1213.35060号 ·数字对象标识代码:10.1137/090769417
[24] Johanson,B.、Kirr,K.、Kovalev,A.、Kroon,L.:有限长度调制系统中的间隙和出盖孤子:缓慢变化包络极限中的精确解。物理学。Scr.公司。83, 065005 (2011) ·Zbl 1219.35314号 ·doi:10.1088/0031-8949/83/06/065005
[25] Konotop,V.V.,Salerno,M.:光学晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的调制不稳定性。物理学。版本A 65,021602(R)(2002)·doi:10.1103/PhysRevA.65.021602
[26] Louis,P.J.Y.,Ostrovskaya,E.A.,Savage,C.M.,Kivshar,YuS:光学晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体:带隙结构和孤子。物理学。修订版A 67013602-0133609(2003)·doi:10.1103/PhysRevA.67.013602
[27] Maier,R.S.:拉美多项式,超椭圆约化和拉美带结构。菲洛斯。事务处理。R.Soc.A 366,1115-1153(2008)·Zbl 1153.37425号 ·doi:10.1098/rsta.2007.2063
[28] Mei,Z.:《反应扩散方程的数值分岔分析》,《计算数学中的Springer级数》第28卷。施普林格,柏林(2000)·Zbl 0952.65105号 ·doi:10.1007/978-3-662-04177-2
[29] Nirenberg,L.:非线性泛函分析主题。纽约科朗数学科学研究所(1974年)·Zbl 0286.47037号
[30] Pelinovsky,D.E.:周期势的局部化,伦敦数学学会讲座笔记系列第390卷。剑桥大学出版社,剑桥(2011)·Zbl 1229.35003号 ·文件编号:10.1017/CBO9780511997754
[31] Shi,Z.,Wang,J.,Chen,Z.和Yang,J.:周期性介质中带边附近二维低振幅间隙孤子的线性不稳定性。物理学。修订版A 78,063812(2008)·doi:10.1103/PhysRevA.78.063812
[32] Shi,Z.,Yang,J.:二维周期介质中从布洛赫带边分叉的孤立波。物理学。版本E 75,056602(2007)·doi:10.1103/PhysRevE.75.056602
[33] Sukhorukov,A.A.,Kivshar,Y.S.:周期分层介质中的非线性导波和空间孤子。J.选项。《美国社会学杂志》第19卷第4期,第772-781页(2002年)·doi:10.1364/JOSAB.19.000772
[34] Sulem,C.、Sulem、P.-L.:非线性薛定谔方程,应用数学科学第139卷。纽约施普林格出版社(1999年)·兹伯利0928.35157
[35] Sun,S.M.,Shen,M.C.:扰动K-dV方程广义孤立波解的指数小估计。非线性分析。23(4),545-564(1994)·Zbl 0811.35132号 ·doi:10.1016/0362-546X(94)90093-0
[36] Uecker,H.、Wetzel,D.、Rademacher,J.:pde2path-二维椭圆系统中连续和分岔的Matlab包。数字。数学。理论方法应用。(NMTMA)758-106(2014)·Zbl 1313.65311号
[37] Wang,J.,Yang,J.:周期介质中的涡旋孤子族。物理学。版本A 77,033834(2008)·doi:10.1103/PhysRevA.77.033834
[38] Wang,J.,Yang,J,Alexander,T.J.,Kivshar,YuS:光学晶格中的截断波孤子。物理学。版本A 79,043610(2009)·doi:10.1103/PhysRevA.79.043610
[39] Yang,J.:完全定域二维嵌入孤子。物理学。版本A 82,053828(2010)·doi:10.103/物理版A.82.053828
[40] Yang,J.:可积和不可积系统中的非线性波。SIAM,费城(2010)·Zbl 1234.35006号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898719680
[41] Yulin,A.V.,Skryabin,D.V.:光学晶格中的超视距玻色-爱因斯坦孤子。物理学。修订版A 67(2),023611(2003)
[42] Zhang,Y.,Liang,W.,Wu,B.:非线性周期系统中的间隙孤子和Bloch波。物理学。版本A 80,063815-1(2009)·doi:10.1103/PhysRevA.80.063815
[43] Zhang,Y.,Wu,B.:非线性周期系统中间隙孤子和Bloch波之间的合成关系。物理学。修订稿。102, 093905 (2009) ·doi:10.1103/PhysRevLett.102.093905
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