<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.2 20190208//EN" "JATS-journalpublishing-oasis-article1-mathml3.dtd">
<article article-type="research-article" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:oasis="http://www.niso.org/standards/z39-96/ns/oasis-exchange/table"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">PRD</journal-id><journal-id journal-id-type="coden">PRVDAQ</journal-id><journal-title-group><journal-title>Physical Review D</journal-title><abbrev-journal-title>Phys. Rev. D</abbrev-journal-title></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2470-0010</issn><issn pub-type="epub">2470-0029</issn><publisher><publisher-name>American Physical Society</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-major"><subject>ARTICLES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-minor"><subject>Formal aspects of field theory, field theory in curved space</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Vortices in Maxwell-Chern-Simons-Higgs models with nonminimal coupling</article-title><alt-title alt-title-type="running-title">VORTICES IN MAXWELL-CHERN-SIMONS-HIGGS MODELS …</alt-title><alt-title alt-title-type="running-author">ANDRADE, BAZEIA, MARQUES, AND MENEZES</alt-title></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9790-684X</contrib-id><name><surname>Andrade</surname><given-names>I.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1"><sup>1</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1335-3705</contrib-id><name><surname>Bazeia</surname><given-names>D.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1"><sup>1</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Marques</surname><given-names>M. A.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a1"><sup>1</sup></xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Menezes</surname><given-names>R.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="a2 a1"><sup>2,1</sup></xref></contrib><aff id="a1"><label><sup>1</sup></label>Departamento de Física, <institution>Universidade Federal da Paraíba</institution>, 58051-970 João Pessoa, PB, Brazil</aff><aff id="a2"><label><sup>2</sup></label>Departamento de Ciências Exatas, <institution>Universidade Federal da Paraíba</institution>, 58297-000 Rio Tinto, PB, Brazil</aff></contrib-group><pub-date iso-8601-date="2020-08-27" date-type="pub" publication-format="electronic"><day>27</day><month>August</month><year>2020</year></pub-date><pub-date iso-8601-date="2020-08-15" date-type="pub" publication-format="print"><day>15</day><month>August</month><year>2020</year></pub-date><volume>102</volume><issue>4</issue><elocation-id>045018</elocation-id><pub-history><event><date iso-8601-date="2020-06-01" date-type="received"><day>1</day><month>June</month><year>2020</year></date></event><event><date iso-8601-date="2020-08-10" date-type="accepted"><day>10</day><month>August</month><year>2020</year></date></event></pub-history><permissions><copyright-statement>Published by the American Physical Society</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder>authors</copyright-holder><license license-type="creative-commons" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><license-p content-type="usage-statement">Published by the American Physical Society under the terms of the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International</ext-link> license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP<sup>3</sup>.</license-p></license></permissions><abstract><p>We investigate the presence of vortex configurations in generalized Maxwell-Chern-Simons models with nonminimal coupling, in which we introduce a function that modifies the dynamical term of the scalar field in the Lagrangian. We first follow a route already considered in previous works to develop the Bogomol’nyi procedure, and, in this context, we use the first-order equations to obtain a vortex with a novel behavior at its core. We then go further and introduce a novel procedure to develop the Bogomol’nyi methodology. It supports distinct first-order equations, and we then investigate another model, in which the vortex may engender inversion of the magnetic flux, an effect with no precedents in the study of vortices within the nonminimal context.</p></abstract><funding-group><award-group award-type="grant"><funding-source country="BR"><institution-wrap><institution>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100002322</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>88887.463746/2019-00</award-id></award-group><award-group award-type="grant"><funding-source country="BR"><institution-wrap><institution>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100003593</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>140490/2018-3</award-id><award-id>303469/2019-6</award-id><award-id>404913/2018-0</award-id><award-id>306504/2018-9</award-id></award-group><award-group award-type="grant"><funding-source country="BR"><institution-wrap><institution>Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba</institution><institution-id institution-id-type="doi" vocab="open-funder-registry" vocab-identifier="10.13039/open-funder-registry">10.13039/501100005669</institution-id></institution-wrap></funding-source><award-id>0003/2019</award-id><award-id>0015/2019</award-id></award-group></funding-group><counts><page-count count="17"/></counts></article-meta></front><body><sec id="s1"><label>I.</label><title>INTRODUCTION</title><p>Vortices are defect structures that appear in high-energy physics in (2,1) flat spacetime dimensions. The first relativistic model that supports such configurations was suggested by Nielsen and Olesen in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c1">[1]</xref> in 1973, with the action of a complex scalar field minimally coupled to a gauge field under a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> symmetry, with the standard covariant derivative. An interesting feature of these structures is the absence of electric charge and the quantized character of the magnetic flux. The equations of motion that describe vortex configurations are of second order, and, by minimizing the energy of the system, Bogomol’nyi found first-order equations compatible with them in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c2">[2]</xref>.</p><p>The model proposed in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c1">[1]</xref> has the dynamics of the gauge field controlled by a Maxwell term. Nevertheless, one can exchange it for the Chern-Simons term, as suggested in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c3 c4 c5">[3–5]</xref>. The vortex configurations with topological nature in this model are electrically charged, such that the electric charge and the magnetic flux are both quantized. Vortices in models with both Maxwell and Chern-Simons terms were considered in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c6">[6]</xref>. In this case, considering the scenario in which the fields are minimally coupled, in order to develop the Bogomol’nyi procedure, one must add a neutral field <xref ref-type="bibr" rid="c7 c8">[7,8]</xref>. Even so, one cannot obtain a set of first-order equations that completely describes the problem.</p><p>Since we are working with planar systems, we can add an anomalous magnetic moment contribution to the covariant derivative, making the coupling between the gauge and scalar fields nonminimal. The point is that the dual of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a vector in (2,1) spacetime dimensions, that is, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>ν</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> standing for the gauge field; thus, we can change the covariant derivate from its minimal coupling form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> to the nonminimal coupling described by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="bibr" rid="c9 c10 c11">[9–11]</xref>. This possibility was considered before in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref> as a way to circumvent the presence of the additional neutral field that appeared in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c7 c8">[7,8]</xref>: In Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c12">[12]</xref>, the author considered a nonminimal coupling, with the inclusion of an anomalous magnetic contribution. By doing so, he was able to obtain a set of first-order equations that completely solve the equations of motion. However, the solutions engendered the nontopological character. For this reason, in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>, another line of investigation was considered, with the addition of a generalized magnetic permeability and a function to control the anomalous magnetic contribution, both depending only on the scalar field. When these functions are constrained in a specific manner, it is possible to develop the Bogomol’nyi procedure and obtain first-order equations. In this model, the form of the aforementioned functions may lead to nontopological and/or topological configurations whose charge is proportional to the magnetic flux. The physical properties of planar systems have a long history, and interesting lines of investigations concerning fractional statistics and anyons appeared before, for instance, in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c15 c16">[15,16]</xref> and in references therein.</p><p>The presence of nonminimal coupling may be used to get the Chern-Simons term by spontaneous symmetry breaking in a Maxwell-Higgs model <xref ref-type="bibr" rid="c17">[17]</xref>. Over the years, in the context of models with nonminimal coupling between the scalar and the gauge field, several works appeared in the literature; see Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c18 c19 c20 c21 c22 c23 c24 c25 c26 c27 c28 c29">[18–29]</xref>. In particular, in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c20">[20]</xref>, vortex configurations were investigated in a model with non-Abelian fields. Their associated magnetic flux is not quantized due to their nontopological nature. However, both the electric charge and angular momentum are quantized. In Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c21 c25 c27">[21,25,27]</xref>, nonrelativistic models were studied, and in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c24 c28 c29">[24,28,29]</xref>, the authors investigated vortices in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>O</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-sigma models, which may support both topological and nontopological profiles.</p><p>In this paper, we investigate a generalized model, with the dynamical term of the scalar field containing a function of the scalar field in the nonminimal coupling. This is explained in the next section, where we calculate some properties of the model, such as the equations of motion, the current, and the energy-momentum tensor. We then focus on developing a first-order formalism to describe the vortex configurations of interest in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3">III</xref>. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3a">III A</xref>, we follow a path similar to the one suggested in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref> and develop the Bogomol’nyi procedure for this case by minimizing the energy of the system. We provide an example to illustrate how the aforementioned function that drives the dynamical term of the scalar field plays a role in the profile of the solutions. In Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3b">III B</xref>, we introduce a novel procedure to get a first-order formalism for the model. We provide two examples that present novel physical features in the considered scenario, such as the absence of the monotonic behavior of the solutions and magnetic flux inversion, an effect that appeared before in other contexts, in particular, in the case of fractional vortices in two-component superconductors <xref ref-type="bibr" rid="c30">[30]</xref>, and also in models with breaking of the Lorentz invariance <xref ref-type="bibr" rid="c31">[31]</xref>. We conclude the investigation in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s4">IV</xref>, where we comment on the main results obtained in the work and on several possibilities of investigations related to the presence of the generalized nonminimal coupling considered in the present study.</p></sec><sec id="s2"><label>II.</label><title>THE MODEL</title><p>We consider a gauge field and a complex scalar field in (2,1) flat spacetime dimensions, with metric <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>η</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>diag</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and action <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:math></inline-formula>, where the Lagrange density is <disp-formula id="d1"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d1a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d1a1">+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(1)</label></disp-formula>As one knows, vortices in models that support the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> symmetry usually arise with the presence of the minimal coupling with the gauge field in the derivative <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>; see Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c1 c3 c4 c5 c32">[1,3–5,32]</xref>. Here, we deal with generalized models with nonminimal coupling, in which the dual electromagnetic field appears in the derivative, in the new form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, in principle, arbitrary.</p><p>The generalized model to be considered here is described by the potential <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, which includes nonlinear self-interaction contributions of the complex scalar field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>φ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and the three functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> introduces modifications in the electromagnetic properties of the gauge field; in general, it modifies the permittivity and/or permeability of the medium and has been used in several works to generalize the standard Maxwell dynamics; see, e.g., Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c33">[33]</xref> and references therein, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is considered a dielectric function, that can be included to describe color confinement in quantum chromodynamics. In a similar context, in the recent work in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c34">[34]</xref>, it has been used to trade scale invariance with an electric charge that capture the basic feature of asymptotic freedom. It has also been added in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c35 c36 c37 c38">[35–38]</xref>, and references therein, connected to the existence of vortex configurations in high-energy physics. In particular, in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c39">[39]</xref>, a generalized Maxwell-Higgs model with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> was considered to produce vortex solutions with the compact profile. The other function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> modifies the elastic properties of the medium where the scalar field evolves and may sometimes be seem as a conformal factor for a nontrivial metric on the target space of the Higgs field. It was used before in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c40">[40]</xref> and more recently in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c41">[41]</xref> in the context of massive gauged nonlinear sigma models. In fact, in this last work <xref ref-type="bibr" rid="c41">[41]</xref>, the authors investigate two models, one with a modification at the derivative of the scalar field and another one in which a modification of the Maxwell term is also added. Inclusion of functions of the scalar field multiplying the Maxwell term and the covariant derivative also appeared in other contexts, for instance, in applications of the anti–de Sitter/conformal field theory correspondence to condensed matter <xref ref-type="bibr" rid="c42">[42]</xref>, in particular, in models related to holography; in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c43">[43]</xref>, the author considered an holographic superconductor that engendered analytic treatment near the phase transition, in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c44">[44]</xref>, the investigation dealt with a specific holographic insulator model with nonsingular zero temperature infrared geometry, in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c45">[45]</xref>, the electric charge transport was studied in a strongly coupled quark-gluon plasma, and in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c46">[46]</xref>, the authors used the Einstein-Maxwell-dilaton holographic model to describe far-from-equilibrium evaluation of hot and dense relativistic fluid with a critical point. The third function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> modifies the covariant derivative, making the coupling of the scalar field with the gauge field not minimal anymore. It refers to an anomalous magnetic interaction which is available in the three-dimensional spacetime <xref ref-type="bibr" rid="c9 c10 c11 c15 c16">[9–11,15,16]</xref> and was also considered, for instance, in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14 c19">[12–14,19]</xref> to investigate vortices in generalized models. Despite the general form of the above Lagrange density, the model still supports the local <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> symmetry.</p><p>We work with natural units <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>ℏ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and the dimension of the quantities involved are <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ξ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the dimension of energy. The three functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are dimensionless.</p><p>The equations of motion of the fields <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>φ</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> associated to the Lagrange density <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> are <disp-formula-group id="d2"><label>(2)</label><disp-formula id="d2a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(2a)</label></disp-formula><disp-formula id="d2b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(2b)</label></disp-formula></disp-formula-group>where the current is defined as <disp-formula id="d3"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(3)</label></disp-formula>and we use the notation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and so on. For convenience, we write the fields as <disp-formula id="d4"><mml:math display="block"><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(4)</label></disp-formula>with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. By doing so, the current in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref> takes the form <disp-formula id="d5"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(5)</label></disp-formula>The energy-momentum tensor has the form <disp-formula id="d6"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>η</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(6)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Re</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> denotes the real part of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula>. In particular, the energy density, defined as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>≡</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mn>00</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, has the form <disp-formula id="d7"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d7a1">=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d7a1">+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(7)</label></disp-formula></p><p>To investigate the presence of vortex configurations in the model described by the Lagrange density <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>, we take static fields and <disp-formula id="d8"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>θ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:mrow></mml:math><label>(8)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are the polar coordinates and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the vorticity. Here, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is dimensionless and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ξ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. To obtain vortex configurations with finite, single-valued fields at the origin, we impose the boundary conditions <disp-formula id="d9"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="2em"/><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(9)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is, in principle, a real finite parameter whose value depends on the specific model. For the functions involved in the transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref>, we must have <disp-formula id="d10"><mml:math display="block"><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mover accent="true"><mml:mi>θ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(10)</label></disp-formula></p><p>One may be also interested in the electric field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and magnetic field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>. For fields in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>, one can show that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mn>12</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> are given, respectively, by <disp-formula id="d11"><mml:math display="block"><mml:mi mathvariant="bold">E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">^</mml:mo></mml:mover><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(11)</label></disp-formula>By integrating the above magnetic field, one gets the magnetic flux, which depends on the boundary conditions associated to the specific model defined by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p><p>The equation of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d2a">(2a)</xref> with the fields given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> takes the form <disp-formula id="d12"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d12a1">+</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d12a1">+</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(12)</label></disp-formula>Similarly, from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d2b">(2b)</xref>, one gets two equations of motion. They are the version of Gauss’ and Ampère’s laws for the present model. They are, respectively, given by <disp-formula-group id="d13"><label>(13)</label><disp-formula id="d13a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(13a)</label></disp-formula><disp-formula id="d13b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(13b)</label></disp-formula></disp-formula-group></p><p>The charge density <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> comes from the definition of the current <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d3">(3)</xref>; it is written as <disp-formula id="d14"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d14a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d14a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:math><label>(14)</label></disp-formula>where we have used Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d13a">(13a)</xref> to get the expression in the latter line. The integration of the above charge density gives the charge of the vortex configuration. It depends on the boundary values of the solutions, which are controlled by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> that define the model.</p><p>The energy density with the fields in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref> comes from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d7">(7)</xref>; it is given by <disp-formula id="d15"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d15a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(15)</label></disp-formula></p><p>The equations of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> that govern the fields are differential equations of second order with couplings between the functions. So, to simplify the problem, it is of interest to find first-order equations compatible with the aforementioned equations.</p></sec><sec id="s3"><label>III.</label><title>FIRST-ORDER FORMALISM</title><p>In this section, we focus on the first-order formalism, that is, on the presence of first-order differential equations that solve the equations of motion of the model. In Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>, the authors found first-order equations for models with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and specific conditions for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Here, in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3a">III A</xref>, we extend the method to our generalized model described by the Lagrange density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>. Later, in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3b">III B</xref>, we introduce a novel possibility, which arises under distinct conditions and leads to new first-order equations that induce the presence of new vortex configurations.</p><sec id="s3a"><label>A.</label><title>First case</title><p>The first possibility to find differential equations of the first-order type, compatible with the equations of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref>, is to consider a generalization of the trick first implemented in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c12">[12]</xref> and then generalized in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>, considering the inclusion of a function that drives the generalized magnetic permeability, with the Lagrange density in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> under the conditions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. In this section, we make an extension of his suggestion and take a general <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <disp-formula id="d16"><mml:math display="block"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(16)</label></disp-formula>so <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>q</mml:mi></mml:math></inline-formula> is not constrained to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>κ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. In this case, the Lagrange density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> becomes <disp-formula id="d17"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d17a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(17)</label></disp-formula>and the equation of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d2b">(2b)</xref> take the form <disp-formula id="d18"><mml:math display="block"><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(18)</label></disp-formula>This equation is compatible with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula>. We remark here that, in this case, the charge density is related to the magnetic field by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Thus, the charge can be written in terms of the magnetic flux, as <disp-formula id="d19"><mml:math display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(19)</label></disp-formula>By using Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref>, we have <disp-formula id="d20"><mml:math display="block"><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(20)</label></disp-formula>with <disp-formula id="d21"><mml:math display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(21)</label></disp-formula>Notice that Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d20">(20)</xref> must be considered with Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d2a">(2a)</xref> under the condition <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref>, which is of second order. To simplify the problem, we develop the Bogomol’nyi procedure for this case. The expression in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d20">(20)</xref> allows us to show that the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d7">(7)</xref> becomes <disp-formula id="d22"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d22a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d22a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(22)</label></disp-formula>We then introduce the notation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>±</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>±</mml:mo></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>±</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and write the above expression as <disp-formula id="d23"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d23a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d23a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d23a1">±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(23)</label></disp-formula>To write the latter three contributions as a single derivative in the above expression, we impose the constraint <disp-formula id="d24"><mml:math display="block"><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(24)</label></disp-formula>It is satisfied by the potential <disp-formula id="d25"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(25)</label></disp-formula>Notice that we have an indefinite integral in the above expression, so an integration constant will appear in the process. The energy is then given by integrating the energy density in the plane, which we denote by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:math></inline-formula>: <disp-formula id="d26"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d26a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d26a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d26a1">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(26)</label></disp-formula>Since the squared terms in the integral are non-negative, the energy is bounded: <disp-formula id="d27"><mml:math display="block"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(27)</label></disp-formula>where the potential must obey Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref>. If the solutions satisfy the first-order equations <disp-formula-group id="d28"><label>(28)</label><disp-formula id="d28a"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(28a)</label></disp-formula><disp-formula id="d28b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(28b)</label></disp-formula><disp-formula id="d28c"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(28c)</label></disp-formula></disp-formula-group>then the energy is minimized to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d28a">(28a)</xref>, in particular, is satisfied by static configurations. In this case, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d20">(20)</xref> leads to <disp-formula id="d29"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(29)</label></disp-formula>with the potential obeying Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref>. We remark that this first-order formalism was developed without requiring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>φ</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> to obey specific expressions.</p><p>To show that the first-order equations solve the equations of motion in this case, we first notice that the equation of motion for the gauge field <xref ref-type="disp-formula" rid="d18">(18)</xref> is satisfied; thus, we have to deal with only Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d2a">(2a)</xref>, which becomes <disp-formula id="d30"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(30)</label></disp-formula>We can use the condition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> with Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref> to show that <disp-formula id="d31"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d31a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d31a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(31)</label></disp-formula>and <disp-formula id="d32"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d32a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d32a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(32)</label></disp-formula>To verify that the first-order equations are compatible with the aforementioned equation of motion, we use <xref ref-type="disp-formula" rid="d28a">(28a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d28b">(28b)</xref> with the terms written in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d31">(31)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d32">(32)</xref> to obtain <disp-formula id="d33"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d33a1">=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d33a1">×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math><label>(33)</label></disp-formula>and <disp-formula id="d34"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d34a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d34a1">+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(34)</label></disp-formula>By substituting these terms in the equation of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d30">(30)</xref>, the terms with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> vanish, so we have <disp-formula id="d35"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d35a1">±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(35)</label></disp-formula>The first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d28c">(28c)</xref> can be combined with the above expression to lead us to the very same Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref>, which is solved by the potential in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref>, and this completes the proof.</p><p>We now turn our attention to the case of fields that engender rotational symmetry, as displayed in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. In this case, Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d20">(20)</xref> that arises from <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> leads to the equations <disp-formula-group id="d36"><label>(36)</label><disp-formula id="d36a"><mml:math display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(36a)</label></disp-formula><disp-formula id="d36b"><mml:math display="block"><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(36b)</label></disp-formula></disp-formula-group>where <disp-formula id="d37"><mml:math display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><label>(37)</label></disp-formula>is a non-negative function. The equation of motion for the scalar field <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref> becomes <disp-formula id="d38"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d38a1">×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(38)</label></disp-formula></p><p>By using Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d36">(36)</xref> to eliminate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula>, one can show that the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d15">(15)</xref> simplifies to <disp-formula id="d39"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(39)</label></disp-formula>So, one must solve Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d36">(36)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d38">(38)</xref> to calculate the solutions and then substitute them in the above expression to find the corresponding energy density. Nevertheless, we have only two first-order equations, Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d36">(36)</xref>. Thus, since we have three functions to calculate: <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, we need an additional first-order equation to fulfill our purpose. To solve this issue, we develop the Bogomol’nyi procedure for our model in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d17">(17)</xref> under the condition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula>. The above energy density can be written in the form <disp-formula id="d40"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d40a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d40a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d40a1">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(40)</label></disp-formula>To make the latter term become a total derivative, we impose the constraint <disp-formula id="d41"><mml:math display="block"><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(41)</label></disp-formula>By solving it, one shows that <disp-formula id="d42"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(42)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> is as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d37">(37)</xref>. These results are compatible with Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref>. If the potential has the above form, one can write the energy density as <disp-formula id="d43"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d43a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d43a1">×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(43)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is an auxiliary function given by <disp-formula id="d44"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d44a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d44a1">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(44)</label></disp-formula>We have used Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> to get the above Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d44">(44)</xref>. Since the integral of the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d43">(43)</xref> gives the energy, one can see the energy is bounded: <disp-formula id="d45"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(45)</label></disp-formula>Notice that, differently from what occurs in the general procedure Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d27">(27)</xref>, we can show there is a surface term that gives the energy, given by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p><p>The configurations with minimum energy appear when we take the squared terms equal to zero. In this case, we get the first-order equations <disp-formula-group id="d46"><label>(46)</label><disp-formula id="d46a"><mml:math display="block"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(46a)</label></disp-formula><disp-formula id="d46b"><mml:math display="block"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d46ba1">=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d46ba1">=</mml:mo><mml:mo form="prefix">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(46b)</label></disp-formula></disp-formula-group>We emphasize here the presence of the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d46a">(46a)</xref>. In models with minimal coupling, we get this equation only with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which leads only to an integer power-law behavior near the origin for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> (see Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c32">[32]</xref>). Since we now have a general <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d37">(37)</xref>, we may consider functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> to obtain distinct behaviors around the origin. Furthermore, the above first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d46b">(46b)</xref> allows us to conclude that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is a monotonically decreasing (increasing) function for the upper (lower) sign. For topological solutions, we have that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is monotonically increasing, connecting <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and both <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> do not change sign, oppositely as we will see in the models of the next section. In the case of nontopological solutions, the sign of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is constant, but <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> changes along its path, so <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> increases up to a maximum value and then smoothly decreases toward <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p><p>If the solutions obey these first-order equations, the energy is minimized to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>. By solving the above equations, one can find <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> through Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d36a">(36a)</xref> combined with the latter equation given above. We then have <disp-formula id="d47"><mml:math display="block"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d47a1">=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d47a1">=</mml:mo><mml:mo form="prefix">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(47)</label></disp-formula>Equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d47">(47)</xref> are compatible with Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d28">(28)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d29">(29)</xref>. For models with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> obeying the constraint <xref ref-type="disp-formula" rid="d41">(41)</xref>, i.e., for potentials in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref>, Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref> and the above one completely solve the problem. To find <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, one must solve the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref>. The remaining solution <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is found by substituting <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d47">(47)</xref>; it has the same sign of the vorticity. We note that the upper signs represent configurations with positive vorticity, and the lower ones do it for negative vorticity. They are related by the changes <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>; <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> remains the same in both scenarios. For simplicity, we work with only positive vorticity here.</p><p>We now illustrate our procedure with a generalization of the models considered in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>, given by <disp-formula id="d48"><mml:math display="block"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(48)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> are parameters such that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi></mml:math></inline-formula> has the dimension of energy and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is dimensionless. From Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d37">(37)</xref>, we obtain <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. Notice that, in principle, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is arbitrary, restricted only by the non-negative character of the energy density. For the above function, by taking <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, one recovers the model in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c12">[12]</xref>, in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. On the other hand, by taking <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, one gets the model in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. For a general <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, the above equation can be substituted in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> to obtain the potential <disp-formula id="d49"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(49)</label></disp-formula>Here, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math></inline-formula> is an integration constant. Assuming <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> does not modify the minimum <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the potential, we have to be careful with the sign of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We deal with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, by taking <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>. In this case, the above potential does not need a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> to support symmetry breaking. So, for simplicity, we take <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. By doing this, the above expression simplifies, becoming <disp-formula id="d50"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(50)</label></disp-formula>To find the solutions, one must solve the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d46">(46)</xref>, which, in this model, can be written as <disp-formula-group id="d51"><label>(51)</label><disp-formula id="d51a"><mml:math display="block"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(51a)</label></disp-formula><disp-formula id="d51b"><mml:math display="block"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(51b)</label></disp-formula></disp-formula-group>Notice that one must suggest a function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> to obtain the solutions. The function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d47">(47)</xref> is given in terms of the known <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> as <disp-formula id="d52"><mml:math display="block"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(52)</label></disp-formula>At the origin, since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we have <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Note that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> does not depend explicitly on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. However, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> modifies the profile of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, which must be substituted in the above equation. Moreover, the electric field depends on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, since it is given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref>.</p><p>The auxiliary function in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d44">(44)</xref> takes the form <disp-formula id="d53"><mml:math display="block"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(53)</label></disp-formula>So, the energy does not depend on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, since it depends only on the boundary values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>. On the other hand, the energy density is modified by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, because this function changes the solutions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> such that the energy density is changed. This can be straightforwardly seen by writing the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d39">(39)</xref> in terms of the solutions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, in the form <disp-formula id="d54"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d54a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(54)</label></disp-formula>where we have used the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d51">(51)</xref>.</p><p>Notice that one must solve Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d51">(51)</xref> and substitute the solutions in the above equation to calculate the energy density. However, one must be careful to take the appropriate boundary conditions as they are related to the topological or nontopological nature of the vortex configurations. So, we review the simplest case, which appears for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and was studied in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>. In particular, in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c12">[12]</xref>, as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the energy density becomes <disp-formula id="d55"><mml:math display="block"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(55)</label></disp-formula>Hence, to ensure the finiteness of the energy, one must impose <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. This means that the vortex solutions found by Torres engender nontopological character. The model investigated in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c12">[12]</xref> was generalized in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>, with the inclusion of a generalized magnetic permeability driven by the scalar field. For <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, one recovers the pure Chern-Simons model, with the energy density given by <disp-formula id="d56"><mml:math display="block"><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(56)</label></disp-formula>which was studied in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c3 c4 c5">[3–5]</xref> and may lead to topological [<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>] or nontopological [<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>] solutions. For <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, one can see from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d54">(54)</xref> that topological solutions are supported by the model, i.e., <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Surprisingly, the very same model supports nontopological solutions, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, since the global factor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> goes to zero and protects the energy against divergences. By using Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d53">(53)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>, one can show that, in this case, the topological solutions has energy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, while the nontopological solutions engender energy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p><p>We now show that our model with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> supports vortex configurations. Considering the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d48">(48)</xref>, one can take, for instance, <disp-formula id="d57"><mml:math display="block"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(57)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a dimensionless parameter. This makes the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d51">(51)</xref> become <disp-formula-group id="d58"><label>(58)</label><disp-formula id="d58a"><mml:math display="block"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(58a)</label></disp-formula><disp-formula id="d58b"><mml:math display="block"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(58b)</label></disp-formula></disp-formula-group>Notice that, for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the above equations are similar to the ones found in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>. A particular case is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, such that the Maxwell and the dual field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> term in the derivative <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:math></inline-formula> that governs the nonminimal coupling vanish, so the gauge and scalar fields are minimally coupled and we get a model that falls in the class of generalized pure Chern-Simons models investigated in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c47">[47]</xref>.</p><p>As we commented before, the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d57">(57)</xref> supports solutions with similar behavior to the ones found in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>. Next, we introduce a function that leads to novel vortex configurations, with <disp-formula id="d59"><mml:math display="block"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(59)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a dimensionless parameter such that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Notice that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> recovers Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d57">(57)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. For a general <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we get from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d48">(48)</xref> that <disp-formula id="d60"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:mrow></mml:math><label>(60)</label></disp-formula>One must take into account that this function also drives the generalized magnetic permeability <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, since they are related as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d16">(16)</xref>. We remark that, differently from what occurs in the models in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>, the above function is non-negative in the interval where the topological solutions exist, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>∈</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Notice that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> recovers the standard pure Chern-Simons model <xref ref-type="bibr" rid="c3 c4 c5">[3–5]</xref>. The potential in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d50">(50)</xref> takes the form <disp-formula id="d61"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:math><label>(61)</label></disp-formula>Its minima are located at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d51">(51)</xref> are <disp-formula-group id="d62"><label>(62)</label><disp-formula id="d62a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(62a)</label></disp-formula><disp-formula id="d62b"><mml:math display="block"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(62b)</label></disp-formula></disp-formula-group>We now investigate the behavior of the solutions near the origin. For <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, one can take <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for small <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> to show that the above equations lead to <disp-formula id="d63"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace depth="0.0ex" height="0.0ex" width="1em"/><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(63)</label></disp-formula>Notice that the presence of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the power of these functions occurs due to the factor <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d62a">(62a)</xref>. So, since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a real positive parameter, we get a real number in the power of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>. To find <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, one must solve the above first-order equations and substitute the known <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d52">(52)</xref>. The energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d54">(54)</xref> becomes <disp-formula id="d64"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d64a1">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(64)</label></disp-formula>We see from the above equation that the model supports finite energy nontopological and topological solutions for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Here, we deal with only topological solutions, such that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>. From Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d53">(53)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>, it is straightforward to show that the energy of the topological solutions is given by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Moreover, by integrating the magnetic field in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref>, one can show that the flux is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>, so both the magnetic flux and the charge in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d19">(19)</xref> are quantized.</p><p>We then use numerical procedures to solve the involved first-order equations and find the profiles of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. They can be seen in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f1">1</xref>, where we plot these functions for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and some values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. One can see that, as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> decreases, the plateau that appears in each one of the solutions becomes wider. Notice that, even though the solutions behave distinctively near the origin, the tails of the solutions are very similar for the several values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. By using these solutions, we calculate the associated electric and magnetic fields and the energy density. These quantities are displayed in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f2">2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="f3">3</xref>. Notice that they have a hole around the origin, whose deepness and width become larger as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> decreases.</p><fig id="f1"><object-id>1</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f1</object-id><label>FIG. 1.</label><caption><p>The solutions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d62">(62)</xref> (left) and the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d52">(52)</xref> (right) for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 0.25, 0.5, 0.75, and 1. The thickness of the lines decreases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and the dashed line represents <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which is the pure Chern-Simons model.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_1.eps"/></fig><fig id="f2"><object-id>2</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f2</object-id><label>FIG. 2.</label><caption><p>The intensity of the electric (left) and the magnetic (right) fields in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref> for the solutions of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d62">(62)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 0.25, 0.5, 0.75, and 1. The thickness of the lines decreases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and the dashed line represents <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which is the pure Chern-Simons model.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_2.eps"/></fig><fig id="f3"><object-id>3</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f3</object-id><label>FIG. 3.</label><caption><p>The energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d64">(64)</xref> for the solutions of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d62">(62)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 0.25, 0.5, 0.75, and 1. The thickness of the lines decreases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and the dashed line represents <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which is the pure Chern-Simons model.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_3.eps"/></fig><p>Notice the results in Figs. <xref ref-type="fig" rid="f1 f2 f3">1–3</xref> are for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d49">(49)</xref>. One may also obtain well-defined vortex configurations for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>; this will be explored in the next section, in which we present a new manner to develop a first-order formalism for models described by the Lagrange density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>.</p></sec><sec id="s3b"><label>B.</label><title>Second case</title><p>In the previous section, we have dealt with the first-order formalism that can be developed under the condition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> for the Lagrange density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>, a generalization of the models investigated in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>. We, however, have found a distinct pathway that leads us to first-order equations compatible with the equations of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d13">(13)</xref> for the model in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>. Instead of constraining <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> as in the previous case, the trick here is to take <disp-formula id="d65"><mml:math display="block"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(65)</label></disp-formula>which makes the Lagrange density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref> become <disp-formula id="d66"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d66a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(66)</label></disp-formula>One can expand the above expression to show that the Maxwell term vanishes and the Lagrangian density can be written as <disp-formula id="d67"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d67a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(67)</label></disp-formula>which is a generalization of the Chern-Simons model investigated in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c48">[48]</xref>.</p><p>The equation of motion for the gauge field <xref ref-type="disp-formula" rid="d2b">(2b)</xref> with Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref> becomes <disp-formula id="d68"><mml:math display="block"><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>λ</mml:mi></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>ν</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(68)</label></disp-formula>where <disp-formula id="d69"><mml:math display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(69)</label></disp-formula>To calculate the solutions, one must solve Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d2a">(2a)</xref> under the condition <xref ref-type="disp-formula" rid="d65">(65)</xref>. Even though Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref> is of first order, one can see that Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d2a">(2a)</xref> is of second order. In order to get first-order equations that describe the system, we develop the Bogomol’nyi procedure, similarly as was done in the previous case in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3a">III A</xref>. The condition <xref ref-type="disp-formula" rid="d65">(65)</xref> makes the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d7">(7)</xref> become <disp-formula id="d70"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(70)</label></disp-formula>By setting <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref>, one gets an expression for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, which we use in the above equation to obtain <disp-formula id="d71"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d71a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d71a1">+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d71a1">×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(71)</label></disp-formula>It can be rewritten in the form <disp-formula id="d72"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d72a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d72a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d72a1">±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d72a1">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(72)</label></disp-formula>By using the constraint in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> given as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d69">(69)</xref>, we have <disp-formula id="d73"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d73a1">=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d73a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d73a1">±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d73a1">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>ε</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(73)</label></disp-formula>Similarly to the previous case investigated in Sec. <xref ref-type="sec" rid="s3a">III A</xref>, the energy is bounded, that is, <disp-formula id="d74"><mml:math display="block"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">|</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mfrac><mml:msub><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(74)</label></disp-formula>If the fields satisfy the first-order equations <disp-formula-group id="d75"><label>(75)</label><disp-formula id="d75a"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(75a)</label></disp-formula><disp-formula id="d75b"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>±</mml:mo></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(75b)</label></disp-formula><disp-formula id="d75c"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(75c)</label></disp-formula></disp-formula-group>then the energy is minimized to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. To comply with Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d75a">(75a)</xref>, we consider static configurations. In this case, we get from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref> that <disp-formula id="d76"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(76)</label></disp-formula>Notice that the results in Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref>–<xref ref-type="disp-formula" rid="d76">(76)</xref> are obtained without suggesting the form of the fields.</p><p>To show that the above first-order equations solve the equations of motion, we notice that the equation of motion for the gauge field is Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> now given as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d69">(69)</xref>. The equation of motion for the scalar field <xref ref-type="disp-formula" rid="d2a">(2a)</xref> has the new form <disp-formula id="d77"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(77)</label></disp-formula>The terms involved in the above expression may be rewritten with the fields in the form of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d4">(4)</xref> as <disp-formula id="d78"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d78a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(78)</label></disp-formula>We also have <disp-formula-group id="d79"><label>(79)</label><disp-formula id="d79a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(79a)</label></disp-formula><disp-formula id="d79b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(79b)</label></disp-formula></disp-formula-group>The first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d75">(75)</xref>, obtained with the Bogomol’nyi procedure, arise with the use of Gauss’ law, which is Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. So, we must show that Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d75">(75)</xref> are compatible with the equation of motion for scalar field <xref ref-type="disp-formula" rid="d77">(77)</xref> and Ampère’s law in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref>. First, we deal with the scalar field. By considering Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d75a">(75a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d75b">(75b)</xref>, we can rewrite <xref ref-type="disp-formula" rid="d78">(78)</xref> as <disp-formula id="d80"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d80a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(80)</label></disp-formula>Moreover, by making use of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d79">(79)</xref>, we have <disp-formula-group id="d81"><label>(81)</label><disp-formula id="d81a"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(81a)</label></disp-formula><disp-formula id="d81b"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>φ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(81b)</label></disp-formula></disp-formula-group>By substituting the three latter equations in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d77">(77)</xref>, the terms with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> vanish. So, we have <disp-formula id="d82"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(82)</label></disp-formula>From Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d76">(76)</xref>, one can eliminate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> in the above equation to obtain Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref>, which is satisfied by the potential in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> now given as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d69">(69)</xref>.</p><p>The next step in the proof is to show that the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d75">(75)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d76">(76)</xref> are compatible with the Ampère’s law that arises from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>ν</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which reads <disp-formula id="d83"><mml:math display="block"><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>ε</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(83)</label></disp-formula>By using the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d75">(75)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d76">(76)</xref>, one can show the above equation simplifies to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d24">(24)</xref>, which is solved by the potential in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d25">(25)</xref>, and this concludes the proof.</p><p>We then go on and consider the fields with rotational symmetry, as given in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. This makes the charge density <xref ref-type="disp-formula" rid="d14">(14)</xref> with the condition in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d65">(65)</xref> be <disp-formula id="d84"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(84)</label></disp-formula>So, it is not proportional to the magnetic field as the case in the previous section, and we cannot ensure the charge is related to the magnetic flux. Since the charge depends on the boundary conditions, we will work it out in the examples. Before doing this, however, we first develop the first-order formalism with the fields given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>. In this case, Gauss’ and Ampère’s laws are given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref>, that is, <disp-formula-group id="d85"><label>(85)</label><disp-formula id="d85a"><mml:math display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(85a)</label></disp-formula><disp-formula id="d85b"><mml:math display="block"><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(85b)</label></disp-formula></disp-formula-group>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> is henceforth given by the expression <disp-formula id="d86"><mml:math display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(86)</label></disp-formula>We emphasize that this definition is different from the one of the previous case, in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d37">(37)</xref>. Note that the equations of motion <xref ref-type="disp-formula" rid="d85">(85)</xref> related to the gauge field are of first order. Nevertheless, they are not enough to solve the problem, since we must calculate three functions: <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. The third equation is given by <xref ref-type="disp-formula" rid="d12">(12)</xref>, which simplifies to <disp-formula id="d87"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:malignmark/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(87)</label></disp-formula>Notice, however, that the above equation of motion is of second order. Thus, we need to find additional conditions to obtain first-order equations that solve the problem. Similarly as in the case investigated in the previous section, we develop the Bogomol’nyi procedure here. To do so, we write the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d15">(15)</xref> for the constraint in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d65">(65)</xref>: <disp-formula id="d88"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(88)</label></disp-formula>To eliminate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we use Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d85a">(85a)</xref> in the above equation to get <disp-formula id="d89"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d89a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(89)</label></disp-formula>One can show that the above equation can be written as <disp-formula id="d90"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d90a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d90a1">+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d90a1">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(90)</label></disp-formula>To make the latter term become a total derivative, we impose the constraint in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d41">(41)</xref>, whose solution is given by the potential in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref>. We emphasize, however, that the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> is now given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d86">(86)</xref>. So, one may think that the potential here must have the same form as the one in the previous section, but this is not true because the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> is different. In this case, we can write the energy density as <disp-formula id="d91"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d91a1">=</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d91a1">×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo minsize="7ex" stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(91)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is an auxiliary function given by <disp-formula id="d92"><mml:math display="block"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d92a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d92a1">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(92)</label></disp-formula>where we have used the expression in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> for the potential. By integrating the energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d91">(91)</xref>, one gets that the energy is bounded exactly as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math></inline-formula> given as in the above equation. Notice that the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is associated to a surface term that comes from the integration and appears only for fields in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>, differently from the general procedure in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d74">(74)</xref>. The energy is minimized to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> if the following first-order equations are satisfied: <disp-formula-group id="d93"><label>(93)</label><disp-formula id="d93a"><mml:math display="block"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(93a)</label></disp-formula><disp-formula id="d93b"><mml:math display="block"><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d93ba1">=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d93ba1">=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(93b)</label></disp-formula></disp-formula-group>Notice that the above first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> is different from <xref ref-type="disp-formula" rid="d46a">(46a)</xref>, since its right side presents only a linear term in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Surprisingly, Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> is the very same which arises in the first-order formalism for vortices in models with minimal coupling <xref ref-type="bibr" rid="c32">[32]</xref>, so the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> near the origin is always a power-law function, in the form <disp-formula id="d94"><mml:math display="block"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(94)</label></disp-formula>On the other hand, the first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d93b">(93b)</xref> presents two terms, with one of them depending on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, oppositely from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d46b">(46b)</xref>, in which the right side shows only <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Depending on the sign of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the term in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> may compete with the other one. This is interesting, because, as we will show next, it brings novel configurations to light; it does not appear in the usual approach taken in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref> nor in models with minimal coupling in the form investigated in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c32">[32]</xref>, in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is equal to a function of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Furthermore, since the behavior of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> near the origin is given by the above equation, one can show that, in this regime, the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> must behave as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, to make the magnetic field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> finite. The function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is obtained from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d85a">(85a)</xref>: <disp-formula id="d95"><mml:math display="block"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d95a1">=</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mfrac><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mfrac></mml:msqrt><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d95a1">=</mml:mo><mml:mo form="prefix">∓</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∫</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>f</mml:mi></mml:msqrt></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(95)</label></disp-formula>We emphasize that this first-order formalism is compatible with Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d68">(68)</xref>–<xref ref-type="disp-formula" rid="d76">(76)</xref>. In the above equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d93">(93)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d95">(95)</xref>, the upper (lower) sign describes configurations with positive (negative) vorticity. One can relate these possibilities by making the changes <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. For simplicity, we deal with only positive vorticity.</p><p>Since we are now dealing with novel first-order equations, we investigate a simple model, with <disp-formula id="d96"><mml:math display="block"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(96)</label></disp-formula>so the function that controls the magnetic permeability is given by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d65">(65)</xref>, which reads <disp-formula id="d97"><mml:math display="block"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(97)</label></disp-formula>Here, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a parameter with the dimension of energy and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> is a dimensionless parameter. In this model, one obtains from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d86">(86)</xref> that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. This makes the potential in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d42">(42)</xref> be written as <disp-formula id="d98"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>α</mml:mi><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(98)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math></inline-formula> is an integration constant. Similarly to the case investigated in the previous section, we first consider <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>. Notice that the specific model investigated in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c48">[48]</xref> is recovered for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>. We then consider a new model, with <disp-formula id="d99"><mml:math display="block"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(99)</label></disp-formula>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a non-negative dimensionless parameter. The above potential in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d98">(98)</xref> simplifies to <disp-formula id="d100"><mml:math display="block"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:math><label>(100)</label></disp-formula>Its minima are located at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>. We must solve Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93">(93)</xref> with the upper signs. Note, however, that the first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> does not change with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. On the other hand, the first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d93b">(93b)</xref> takes the form <disp-formula id="d101"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d101a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mi>λ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(101)</label></disp-formula>By knowing the solutions, one can calculate <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d95">(95)</xref>, which leads us to <disp-formula id="d102"><mml:math display="block"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:math><label>(102)</label></disp-formula>At the origin <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we have <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. To check if this function has critical points outside the origin, we take the derivative of the above expression with respect to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we take <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which leads us to <disp-formula id="d103"><mml:math display="block"><mml:mover accent="true"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>λ</mml:mi></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(103)</label></disp-formula>If <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the solution <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> presents a critical point. By using this argument, one can show that this function supports a global maximum for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <disp-formula id="d104"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math><label>(104)</label></disp-formula>which leads to an internal structure in the electric field. The auxiliary function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is calculated from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d92">(92)</xref>; it has the form <disp-formula id="d105"><mml:math display="block"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/></mml:math><label>(105)</label></disp-formula>The energy density is calculated from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d89">(89)</xref>. We make use of the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d101">(101)</xref> to get the expression <disp-formula id="d106"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d106a1">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:malignmark/><mml:mo>×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:mrow></mml:math><label>(106)</label></disp-formula>To find the above energy density, one must solve the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d101">(101)</xref> and then substitute the solutions in the above expression. In order to calculate the solutions, though, one must be careful with the boundary conditions, which are associated to the topological character of the vortex. From the above equation, we see that the energy is finite for topological solutions, in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and also for nontopological solutions, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>∞</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p><p>For simplicity, we calculate only topological solutions here. By using Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d105">(105)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref>, one can use the aforementioned boundary conditions to show their energy is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Moreover, by integrating the magnetic field in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref>, one can see that the flux associated to topological solutions is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The charge density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d84">(84)</xref> becomes <disp-formula id="d107"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(107)</label></disp-formula>By integrating it, one can show that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Notice that both <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula> are quantized and also, even though we have <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>J</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the charge is proportional to the flux: <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>Unfortunately, we were not able to calculate the analytical solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d101">(101)</xref>. So, we use numerical procedures and display the profiles of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and some values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f4">4</xref>. We see that, for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is not monotonically decreasing: It increases near the origin until a maximum at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>max</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> and then decrease toward zero. This behavior appeared before in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c48">[48]</xref>, in a minimally coupled model with a specific modification in the Chern-Simons term. A similar behavior occurs in the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. The solution <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, although it presents changes in the sign of its second derivative, always increases in the interval <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>. We plot the electric and magnetic fields in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f5">5</xref>. The electric field may change its sign for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d104">(104)</xref>. For the magnetic field, the flip on its sign, which is evidence of a magnetic flux inversion, occurs for any positive value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. This feature, although it appears in the scenario of Lorentz violation in minimally coupled models (see Ref. <xref ref-type="bibr" rid="c31">[31]</xref>), is novel in models with nonminimal coupling. It is also of interest in condensed matter and has appeared before in the study of fractional vortices in two-component superconductors <xref ref-type="bibr" rid="c30">[30]</xref>.</p><fig id="f4"><object-id>4</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f4</object-id><label>FIG. 4.</label><caption><p>The solutions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d101">(101)</xref> (left) and the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d102">(102)</xref> (right) for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> (top) and 1 (bottom), and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 2, 3, 4. The dashed lines represent the case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and the thickness of the lines increases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_4.eps"/></fig><fig id="f5"><object-id>5</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f5</object-id><label>FIG. 5.</label><caption><p>The intensity of the electric (left) and the magnetic (right) fields in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref> for the solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d101">(101)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> (top) and 1 (bottom), and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 2, 3, 4. The dashed lines represent the case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and the thickness of the lines increases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_5.eps"/></fig><p>We can show that, by numerical integration for positive vorticity, the total flux is positive and quantized: <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The energy density and the charge density can be seen in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f6">6</xref>. Notice that the energy density presents a hole around the origin that gets deeper as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> increases. The charge density has a peak that gets taller as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> increases. The case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> leads to topological solutions with the usual monotonic behavior. However, as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> increases, the hole in the center of both the magnetic field and energy density vanishes, becoming a maximum. Moreover, the parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula> modifies the behavior of the charge density, which may present a change in its sign.</p><fig id="f6"><object-id>6</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f6</object-id><label>FIG. 6.</label><caption><p>The energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d106">(106)</xref> (left) and the charge density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d107">(107)</xref> (right) for the solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d101">(101)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> (top) and 1 (bottom), and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 2, 3, 4. The dashed lines represent the case <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and the thickness of the lines increases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>λ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_6.eps"/></fig><p>We now consider a distinct possibility for Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d98">(98)</xref>, in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. So, we choose <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> is a parameter with the dimension of the square root of energy. We consider <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, as in the models studied in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>. In this situation, however, we cannot take <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> as before, because we would not have the proper set of minima that are connected by the solution <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> with topological nature. In this situation, to ensure the potential presents a set of minima at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we take <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. The potential in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d98">(98)</xref> takes the form <disp-formula id="d108"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d108a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d108a1">×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(108)</label></disp-formula>For <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we get the well-known sixth-order power-law potential <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:msup><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math></inline-formula> that is found in the study of pure Chern-Simons models with minimal coupling <xref ref-type="bibr" rid="c3 c4 c5">[3–5]</xref>.</p><p>In the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d93">(93)</xref>, only Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93b">(93b)</xref> changes with the above potential, becoming <disp-formula id="d109"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d109a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d109a1">×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(109)</label></disp-formula>By knowing the solutions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, one may calculate the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> that comes from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d95">(95)</xref>, such that <disp-formula id="d110"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d110a1">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d110a1">×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(110)</label></disp-formula>So, we have <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. As in the previous example, we check if the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> supports a global maximum at some point. By taking <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>g</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we get <disp-formula id="d111"><mml:math display="block"><mml:mover accent="true"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>β</mml:mi></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(111)</label></disp-formula>So, for values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula> that lead to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo accent="true" stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> present a null derivative, defining a point of maximum. This condition is attained for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <disp-formula id="d112"><mml:math display="block"><mml:msub><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>v</mml:mi></mml:mfrac><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>.</mml:mo></mml:math><label>(112)</label></disp-formula>For <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the aforementioned range, the electric field engenders a change of sign due to the existence of a maximum in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>The auxiliary function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d92">(92)</xref> takes the form <disp-formula id="d113"><mml:math display="block"><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d113a1">=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d113a1">×</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:malignmark/></mml:math><label>(113)</label></disp-formula>One can combine Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d89">(89)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref>, and <xref ref-type="disp-formula" rid="d109">(109)</xref> to show that the energy density can be written as <disp-formula id="d114"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:mo indentalign="id" indenttarget="d114a1">=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace linebreak="newline"/><mml:mo indentalign="id" indentshift="1em" indenttarget="d114a1">×</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(114)</label></disp-formula>We can see that the above energy density leads to finite energy for both topological and nontopological solutions. As before, we deal with only topological configurations, which require <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>∞</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> to attain the finite character of the energy. These boundary conditions may be used with Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d113">(113)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d45">(45)</xref> to show that the topological solutions have energy <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Differently from the previous example, one can integrate the magnetic field in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref> to show that the magnetic flux is quantized regardless of the values of the parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, such that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The charge density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d84">(84)</xref> takes the form <disp-formula id="d115"><mml:math display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>κ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math><label>(115)</label></disp-formula>By integrating the above expression, one can show the topological solutions engender charge <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p><p>We were not able to find the analytical solutions of the first-order equations <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d109">(109)</xref>. So, we use numerical methods and plot the profiles of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f7">7</xref> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and some values of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Notice that, similarly to the previous model, we see that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is not monotonically decreasing as usual. Near the origin, it increases as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula> gets larger, until it reaches a maximum value and then starts decreasing toward the boundary condition. This behavior becomes more evident as one increases <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>. As we have commented before, the behavior of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for configurations with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> near the origin is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∝</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula> [see Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d94">(94)</xref>]. However, we see that, as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> increases, the change in the second derivative along its path becomes more visible, presenting an inflection point. Regarding the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, as we have explained above, it has a minimum at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d112">(112)</xref>.</p><fig id="f7"><object-id>7</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f7</object-id><label>FIG. 7.</label><caption><p>The solutions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d109">(109)</xref> (left) and the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d110">(110)</xref> (right) for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace linebreak="goodbreak"/><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 1, 1.5, and 2. The thickness of the lines increases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_7.eps"/></fig><p>By making use of the aforementioned solutions, we also plot the corresponding electric and magnetic fields <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref> in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f8">8</xref>. Notice that the magnetic field is negative around the origin, with a valley getting deeper as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> increases. This means that the vortex engenders a magnetic flux inversion. Notwithstanding that, the total flux is positive and quantized, given by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">/</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>. In the electric field, the inversion of sign occurs only for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msub><mml:mi>β</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d112">(112)</xref>. The energy density <xref ref-type="disp-formula" rid="d114">(114)</xref> and the charge density <xref ref-type="disp-formula" rid="d115">(115)</xref> are plotted in Fig. <xref ref-type="fig" rid="f9">9</xref>. Notice that the charge density may also engender a change of sign, depending on the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> chosen, while the energy density is always non-negative.</p><fig id="f8"><object-id>8</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f8</object-id><label>FIG. 8.</label><caption><p>The intensity of the electric (left) and the magnetic (right) fields in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d11">(11)</xref> for the solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d109">(109)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 1, 1.5, and 2. The thickness of the lines increases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_8.eps"/></fig><fig id="f9"><object-id>9</object-id><object-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevD.102.045018.f9</object-id><label>FIG. 9.</label><caption><p>The energy density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d114">(114)</xref> (left) and the charge density in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d115">(115)</xref> (right) for the solutions of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="d109">(109)</xref> with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>β</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula>, 1, 1.5, and 2. The thickness of the lines increases with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p></caption><graphic xlink:href="e045018_9.eps"/></fig></sec></sec><sec id="s4"><label>IV.</label><title>CONCLUSION</title><p>In this paper, we have investigated vortex configurations in a class of generalized Maxwell-Chern-Simons models with a complex scalar field nonminimally coupled to the gauge field. The general model is described by the Lagrange density <xref ref-type="disp-formula" rid="d1">(1)</xref>, which, in addition to the potential <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, presents the functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> that control a generalized magnetic permeability <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, which was not introduced in previous works and drives the dynamical term of the scalar field, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, that controls the term that gives rise to the nonminimal coupling. The main properties are calculated, such as the equations of motion, the current, and the energy-momentum tensor. By considering static configurations with the fields given as in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="d8">(8)</xref>, we show that the equations of motion are of second order. In order to simplify the problem, we focused on developing a first-order formalism to describe the configurations of interest.</p><p>First, we have followed the suggestion described in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c12 c13 c14">[12–14]</xref>, considering the condition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>κ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>μ</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula>, which imposes a constraint between <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. In this situation, we showed that the electric charge is related to the magnetic flux. Then, we developed the Bogomol’nyi procedure for the model, which allowed us to find first-order equations whose solutions minimize the energy of the system and are compatible with the equations of motion. By taking specific functions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, we introduced a novel model that modifies the behavior of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> near the origin, which engenders a plateau whose width is controlled by a parameter in the function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Moreover, oppositely to the model in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c13 c14">[13,14]</xref>, the magnetic permeability is non-negative. This model support magnetic and electric fields and the energy density with a ringlike shape whose internal radius is governed by the aforementioned parameter.</p><p>We have also introduced a novel manner to obtain a first-order formalism, in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is constrained by <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>φ</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. In this case, the Bogomol’nyi procedure is also developed. So, we get minimal energy configurations that come from first-order equations compatible with the equations of motion. Interestingly, the first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d93a">(93a)</xref> is the very same as the one that arises in the study of vortices in models with minimal coupling, such as the ones in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="c1 c2 c3 c4 c5 c32">[1–5,32]</xref>. So, near the origin, there is only one possible behavior for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi></mml:math></inline-formula>, in the form <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>∝</mml:mo><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. On the other hand, the first-order equation <xref ref-type="disp-formula" rid="d93b">(93b)</xref> brings a novel feature to the problem: the presence of a term with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. This new term competes with the one that depends on the potential and may cause significant changes in the profile of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. We then provided specific examples in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is not monotonically decreasing and both the magnetic and electric fields may present a change of sign. Even though a magnetic flux inversion occurs, the total flux is positive. Moreover, these unusual features do not modify the positiveness of the energy density, such that the energy is positive.</p><p>There are several distinct possibilities of extending the present work, among them the case of vortices controlled by non-Abelian gauge symmetries <xref ref-type="bibr" rid="c49">[49]</xref>, the presence of magnetic monopoles with Abelian charges <xref ref-type="bibr" rid="c50">[50]</xref>, the case of nonrelativistic dynamics <xref ref-type="bibr" rid="c21 c27 c51 c52">[21,27,51,52]</xref>, and the study of vortices in Bose-Einstein condensates <xref ref-type="bibr" rid="c53 c54">[53,54]</xref>. Some issues of current interest are now under consideration, and we hope to report on them in the near future.</p></sec></body><back><ack><title>ACKNOWLEDGMENTS</title><p>The work is supported by the Brazilian agencies Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Grant No. 88887.463746/2019-00 (M. A. M.), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Grants No. 140490/2018-3 (I. A.), No. 303469/2019-6 (D. B.), No. 404913/2018-0 (D. B.), and No. 306504/2018-9 (R. M.), and by Paraiba State Research Foundation (FAPESQ-PB) Grants No. 0003/2019 (R. M.) and No. 0015/2019 (D. B.).</p></ack><ref-list><ref id="c1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>1</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>H. B. Nielsen</string-name> and <string-name>P. Olesen</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B61</volume>, <page-range>45</page-range> (<year>1973</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0550-3213(73)90350-7</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>2</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. B. Bogomol’nyi</string-name></person-group>, <source>Sov. J. Nucl. Phys.</source> <volume>24</volume>, <page-range>449</page-range> (<year>1976</year>).<pub-id pub-id-type="coden">SJNCAS</pub-id><issn>0038-5506</issn></mixed-citation></ref><ref id="c3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>3</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Hong</string-name>, <string-name>Y. Kim</string-name>, and <string-name>P. Y. Pac</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>64</volume>, <page-range>2230</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.64.2230</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>4</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Jackiw</string-name> and <string-name>E. J. Weinberg</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>64</volume>, <page-range>2234</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.64.2234</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>5</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Jackiw</string-name>, <string-name>K. Lee</string-name>, and <string-name>E. J. Weinberg</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>42</volume>, <page-range>3488</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.42.3488</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c6"><label>[6]</label><mixed-citation id="c6a" publication-type="journal"><object-id>6a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. K. Paul</string-name> and <string-name>A. Khare</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>174</volume>, <page-range>420</page-range> (<year>1986</year>); <pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(86)91028-2</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c6b" publication-type="journal" specific-use="authorjournal"><object-id>6b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. K. Paul</string-name> and <string-name>A. Khare</string-name></person-group><source>Phys. Lett. B</source><volume>177</volume>, <page-range>453(E)</page-range> (<year>1986</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(86)90788-4</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>7</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Lee</string-name>, <string-name>K. Lee</string-name>, and <string-name>H. Min</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>252</volume>, <page-range>79</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(90)91084-O</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>8</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bazeia</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>43</volume>, <page-range>4074</page-range> (<year>1991</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.43.4074</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>9</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>I. I. Kogan</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>262</volume>, <page-range>83</page-range> (<year>1991</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(91)90647-9</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>10</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Stern</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>265</volume>, <page-range>119</page-range> (<year>1991</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(91)90024-K</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c11"><label>[11]</label><mixed-citation id="c11a" publication-type="journal"><object-id>11a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. M. Latinsky</string-name> and <string-name>D. P. Sorokin</string-name></person-group>, <source>JETP Lett.</source> <volume>53</volume>, <page-range>187</page-range> (<year>1991</year>); <pub-id pub-id-type="coden">JTPLA2</pub-id><issn>0021-3640</issn></mixed-citation><mixed-citation id="c11b" publication-type="journal" specific-use="author"><object-id>11b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. M. Latinsky</string-name> and <string-name>D. P. Sorokin</string-name></person-group><source>Mod. Phys. Lett. A</source> <volume>06</volume>, <page-range>3525</page-range> (<year>1991</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MPLAEQ</pub-id><issn>0217-7323</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217732391004073</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>12</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. Torres</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>46</volume>, <page-range>2295(R)</page-range> (<year>1992</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.46.R2295</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>13</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. K. Ghosh</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>326</volume>, <page-range>264</page-range> (<year>1994</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(94)91320-X</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>14</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. K. Ghosh</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>49</volume>, <page-range>5458</page-range> (<year>1994</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.49.5458</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>15</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Wilczek</string-name></person-group>, <source>Fractional Statistics and Anyon Superconductivity</source> (<publisher-name>World Scientific</publisher-name>, Singapore, <year>1990</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>16</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Khare</string-name></person-group>, <source>Fractional Statistics and Quantum Theory</source> (<publisher-name>World Scientific</publisher-name>, Singapore, <year>2005</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c17"><label>[17]</label><mixed-citation id="c17a" publication-type="journal"><object-id>17a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. K. Paul</string-name> and <string-name>A. Khare</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>193</volume>, <page-range>253</page-range> (<year>1987</year>); <pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(87)91231-7</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c17b" publication-type="journal" specific-use="authorjournal"><object-id>17b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>S. K. Paul</string-name> and <string-name>A. Khare</string-name></person-group><source>Phys. Lett. B</source><volume>196</volume>, <page-range>571(E)</page-range> (<year>1987</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(87)90825-2</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>18</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Escalona</string-name>, <string-name>A. Antillon</string-name>, and <string-name>M. Torres</string-name></person-group>, <source>Mod. Phys. Lett. A</source> <volume>08</volume>, <page-range>2955</page-range> (<year>1993</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MPLAEQ</pub-id><issn>0217-7323</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217732393003378</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>19</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. Lee</string-name> and <string-name>H. Min</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>50</volume>, <page-range>7738</page-range> (<year>1994</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.50.7738</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>20</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Antillon</string-name>, <string-name>J. Escalona</string-name>, <string-name>G. German</string-name>, and <string-name>M. Torres</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>359</volume>, <page-range>327</page-range> (<year>1995</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(95)01077-4</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>21</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. Duval</string-name>, <string-name>P. A. Horvathy</string-name>, and <string-name>L. Palla</string-name></person-group>, <source>Ann. Phys. (N.Y.)</source> <volume>249</volume>, <page-range>265</page-range> (<year>1996</year>).<pub-id pub-id-type="coden">APNYA6</pub-id><issn>0003-4916</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1006/aphy.1996.0071</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>22</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Antillon</string-name>, <string-name>J. Escalona</string-name>, and <string-name>M. Torres</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>55</volume>, <page-range>6327</page-range> (<year>1997</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.55.6327</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>23</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>H. R. Christiansen</string-name>, <string-name>M. S. Cunha</string-name>, <string-name>J. A. Helayel-Neto</string-name>, <string-name>L. R. U. Manssur</string-name>, and <string-name>A. L. M. A. Nogueira</string-name></person-group>, <source>Int. J. Mod. Phys. A</source> <volume>14</volume>, <page-range>1721</page-range> (<year>1999</year>).<pub-id pub-id-type="coden">IMPAEF</pub-id><issn>0217-751X</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S0217751X99000877</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>24</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. S. A. Cavalcante</string-name>, <string-name>M. S. Cunha</string-name>, and <string-name>C. A. S. Almeida</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>475</volume>, <page-range>315</page-range> (<year>2000</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0370-2693(00)00077-0</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>25</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>B. S. Kim</string-name>, <string-name>H.-j. Lee</string-name>, and <string-name>J. H. Yee</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>61</volume>, <page-range>025010</page-range> (<year>2000</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.61.025010</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>26</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. A. Anacleto</string-name>, <string-name>A. Ilha</string-name>, <string-name>J. R. S. Nascimento</string-name>, <string-name>R. F. Ribeiro</string-name>, and <string-name>C. Wotzasek</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>504</volume>, <page-range>268</page-range> (<year>2001</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/S0370-2693(01)00300-8</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>27</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>F. Chandelier</string-name>, <string-name>Y. Georgelin</string-name>, <string-name>M. Lassaut</string-name>, <string-name>T. Masson</string-name>, and <string-name>J. C. Wallet</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>70</volume>, <page-range>065016</page-range> (<year>2004</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.70.065016</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>28</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>K. C. Mendes</string-name>, <string-name>R. R. Landim</string-name>, and <string-name>C. A. S. Almeida</string-name></person-group>, <source>Mod. Phys. Lett. A</source> <volume>20</volume>, <page-range>1005</page-range> (<year>2005</year>).<pub-id pub-id-type="coden">MPLAEQ</pub-id><issn>0217-7323</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1142/S021773230501635X</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>29</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. S. Cunha</string-name>, <string-name>R. R. Landim</string-name>, and <string-name>C. A. S. Almeida</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>74</volume>, <page-range>067701</page-range> (<year>2006</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.74.067701</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>30</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Babaev</string-name>, <string-name>J. Jäykkä</string-name>, and <string-name>M. Speight</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>103</volume>, <page-range>237002</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.103.237002</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>31</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Casana</string-name>, <string-name>M. M. Ferreira, Jr.</string-name>, <string-name>E. da Hora</string-name>, and <string-name>C. Miller</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>718</volume>, <page-range>620</page-range> (<year>2012</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2012.10.053</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>32</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bazeia</string-name>, <string-name>L. Losano</string-name>, <string-name>M. A. Marques</string-name>, <string-name>R. Menezes</string-name>, and <string-name>I. Zafalan</string-name></person-group>, <source>Nucl. Phys.</source> <volume>B934</volume>, <page-range>212</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">NUPBBO</pub-id><issn>0550-3213</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.nuclphysb.2018.07.006</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>33</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>T. D. Lee</string-name> and <string-name>Y. Pang</string-name></person-group>, <source>Phys. Rep.</source> <volume>221</volume>, <page-range>251</page-range> (<year>1992</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRPLCM</pub-id><issn>0370-1573</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-1573(92)90064-7</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>34</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bazeia</string-name>, <string-name>M. A. Marques</string-name>, and <string-name>R. Menezes</string-name></person-group>, <source>Europhys. Lett.</source> <volume>122</volume>, <page-range>61001</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EULEEJ</pub-id><issn>0295-5075</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1209/0295-5075/122/61001</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>35</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Lee</string-name> and <string-name>S. Nam</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>261</volume>, <page-range>437</page-range> (<year>1991</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(91)90453-W</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>36</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bazeia</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>46</volume>, <page-range>1879</page-range> (<year>1992</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.46.1879</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>37</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>W. Garcia Fuertes</string-name> and <string-name>J. M. Guilarte</string-name></person-group>, <source>Eur. Phys. J. C</source> <volume>9</volume>, <page-range>535</page-range> (<year>1999</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EPCFFB</pub-id><issn>1434-6044</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/s100520050047</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c38"><label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>38</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bazeia</string-name>, <string-name>L. Losano</string-name>, <string-name>M. A. Marques</string-name>, and <string-name>R. Menezes</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>778</volume>, <page-range>22</page-range> (<year>2018</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physletb.2018.01.004</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c39"><label>[39]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>39</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>D. Bazeia</string-name>, <string-name>L. Losano</string-name>, <string-name>M. A. Marques</string-name>, <string-name>R. Menezes</string-name>, and <string-name>I. Zafalan</string-name></person-group>, <source>Eur. Phys. J. C</source> <volume>77</volume>, <page-range>63</page-range> (<year>2017</year>).<pub-id pub-id-type="coden">EPCFFB</pub-id><issn>1434-6044</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1140/epjc/s10052-017-4630-2</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c40"><label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>40</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>M. A. Lohe</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>23</volume>, <page-range>2335</page-range> (<year>1981</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.23.2335</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c41"><label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>41</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Alonso-Izquierdo</string-name>, <string-name>W. Garcia Fuertes</string-name>, and <string-name>J. Mateos Guilarte</string-name></person-group>, <source>J. High Energy Phys.</source> <issue>02</issue> (<volume>2015</volume>) <page-range>139</page-range>.<pub-id pub-id-type="coden">JHEPFG</pub-id><issn>1029-8479</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/JHEP02(2015)139</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c42"><label>[42]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>42</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. S. T. Pires</string-name></person-group>, <source>AdS/CFT Correspondence in Condensed Matter</source> (<publisher-name>Morgan and Claypool</publisher-name>, San Rafael, CA, <year>2014</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c43"><label>[43]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>43</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. P. Herzog</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>81</volume>, <page-range>126009</page-range> (<year>2010</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.81.126009</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c44"><label>[44]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>44</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. Medford</string-name> and <string-name>G. T. Horowitz</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>90</volume>, <page-range>084042</page-range> (<year>2014</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>1550-7998</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.90.084042</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c45"><label>[45]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>45</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. S. Finazzo</string-name> and <string-name>R. Rougemont</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>93</volume>, <page-range>034017</page-range> (<year>2016</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.93.034017</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c46"><label>[46]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>46</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Critelli</string-name>, <string-name>R. Rougemont</string-name>, and <string-name>J. Noronha</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. D</source> <volume>99</volume>, <page-range>066004</page-range> (<year>2019</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>2470-0010</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.99.066004</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c47"><label>[47]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>47</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>Y. Yang</string-name></person-group>, <source>Lett. Math. Phys.</source> <volume>23</volume>, <page-range>179</page-range> (<year>1991</year>).<pub-id pub-id-type="coden">LMPHDY</pub-id><issn>0377-9017</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1007/BF01885496</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c48"><label>[48]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>48</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>J. Burzlaff</string-name>, <string-name>A. Chakrabarti</string-name>, and <string-name>D. H. Tchrakian</string-name></person-group>, <source>Phys. Lett. B</source> <volume>293</volume>, <page-range>127</page-range> (<year>1992</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PYLBAJ</pub-id><issn>0370-2693</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/0370-2693(92)91490-Z</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c49"><label>[49]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>49</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>A. Vilenkin</string-name> and <string-name>E. P. S. Shellard</string-name></person-group>, <source>Cosmic Strings and Other Topological Defects</source> (<publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>, Cambridge, England, <year>2000</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c50"><label>[50]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>50</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>E. J. Weinberg</string-name></person-group>, <source>Classical Solutions in Quantum Field Theory</source> (<publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>, Cambridge, England, <year>2012</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c51"><label>[51]</label><mixed-citation id="c51a" publication-type="journal"><object-id>51a</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Jackiw</string-name> and <string-name>S.-Y. Pi</string-name></person-group>, <source>Phys. Rev. Lett.</source> <volume>64</volume>, <page-range>2969</page-range> (<year>1990</year>); <pub-id pub-id-type="coden">PRLTAO</pub-id><issn>0031-9007</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevLett.64.2969</pub-id></mixed-citation><mixed-citation id="c51b" publication-type="journal" specific-use="author"><object-id>51b</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>R. Jackiw</string-name> and <string-name>S.-Y. Pi</string-name></person-group><source>Phys. Rev. D</source> <volume>42</volume>, <page-range>3500</page-range> (<year>1990</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRVDAQ</pub-id><issn>0556-2821</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1103/PhysRevD.42.3500</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c52"><label>[52]</label><mixed-citation publication-type="journal"><object-id>52</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. A. Horvathy</string-name> and <string-name>P. Zhang</string-name></person-group>, <source>Phys. Rep.</source> <volume>481</volume>, <page-range>83</page-range> (<year>2009</year>).<pub-id pub-id-type="coden">PRPLCM</pub-id><issn>0370-1573</issn><pub-id pub-id-type="doi" specific-use="suppress-display">10.1016/j.physrep.2009.07.003</pub-id></mixed-citation></ref><ref id="c53"><label>[53]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>53</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>C. J. Pethick</string-name> and <string-name>H. Smith</string-name></person-group>, <source>Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases</source> (<publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>, Cambridge, England, <year>2008</year>).</mixed-citation></ref><ref id="c54"><label>[54]</label><mixed-citation publication-type="book"><object-id>54</object-id><person-group person-group-type="author"><string-name>P. G. Kevrekidis</string-name>, <string-name>D. J. Frantzeskakis</string-name>, and <string-name>R. Carretero-Gonzlez</string-name></person-group>, <source>Emergent Nonlinear Phenomena in Bose-Einstein Condensates</source> (<publisher-name>Springer</publisher-name>, New York, <year>2008</year>).</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
