Partial Differential Equations
Dynamics of multiple degree Ginzburg–Landau vortices
[Dynamique des tourbillons de vorticité de degré multiple pour l'équation de Ginzburg–Landau]
Comptes Rendus. Mathématique, Tome 342 (2006) no. 11, pp. 837-842.

Nous montrons, pour l'équation de Ginzburg–Landau parabolique complexe en dimension deux, qu'asymptotiquement les tourbillons se déplacent suivant un flot gradient pour la fonctionnelle de Kirchhoff–Onsager. Cette convergence a lieu en dehors d'un nombre fini d'instants qui correspondent aux éclatements et aux collisions des tourbillons, que nous décrivons en détail. Notre unique hypothèse sur les données initiales est une borne d'énergie.

For the two-dimensional complex parabolic Ginzburg–Landau equation we prove that, asymptotically, vortices evolve according to a simple ordinary differential equation, which is a gradient flow of the Kirchhoff–Onsager functional. This convergence holds except for a finite number of times, corresponding to vortex collisions and splittings, which we describe carefully. The only assumption is a natural energy bound on the initial data.

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DOI : 10.1016/j.crma.2006.04.008
Bethuel, Fabrice 1, 2 ; Orlandi, Giandomenico 3 ; Smets, Didier 1

1 Laboratoire Jacques-Louis Lions, université de Paris 6, 4, place Jussieu, BC 187, 75252 Paris cedex 05, France
2 Institut Universitaire de France
3 Dipartimento di Informatica, Università di Verona, Strada le Grazie, 37134 Verona, Italy
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[1] Bethuel, F.; Orlandi, G.; Smets, D. Collisions and phase-vortex interaction in dissipative Ginzburg–Landau dynamics, Duke Math. J., Volume 130 (2005), pp. 523-614

[2] Bethuel, F.; Orlandi, G.; Smets, D. Quantization and motion law for Ginzburg–Landau vortices http://www.ann.jussieu.fr/publications/2005/R05045.html (Arch. Rational Mech. Anal., in press. Electronically available at)

[3] Bethuel, F.; Orlandi, G.; Smets, D. Dynamics of multiple degree Ginzburg–Landau vortices http://www.ann.jussieu.fr/publications/2006.php3 (preprint, 2006. Electronically available at)

[4] Jerrard, R.L.; Soner, H.M. Dynamics of Ginzburg–Landau vortices, Arch. Rational Mech. Anal., Volume 142 (1998), pp. 99-125

[5] G.R. Kirchhoff, Vorlesungen über Mathematische Physik (Vol. 1: Mechanik), Leipzig, 1874

[6] Lin, F.H. Some dynamical properties of Ginzburg–Landau vortices, Comm. Pure Appl. Math., Volume 49 (1996), pp. 323-359

[7] Sandier, E.; Serfaty, S. Gamma-convergence of gradient flows with applications to Ginzburg–Landau, Comm. Pure Appl. Math., Volume 57 (2004), pp. 1627-1672

[8] S. Serfaty, Vortex collision and energy dissipation rates in the Ginzburg–Landau heat flow, preprint, 2005

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