W kroplach kwantowych – znanym dopiero od kilku lat nowym stanie skupienia materii („skroplonym” kondensacie Bosego-Einsteina) – można zaobserwować nietypowe kwantowe fale – solitony, o bardzo ciekawych własnościach – wynika z analiz polskich fizyków. Artykuł teoretyczny na ten temat ukazał się w prestiżowym Physical Review Letters.
Niezmienny soliton podróżuje przez świat
Solitony to samopodtrzymujące się fale, wywołane przez tzw. nieliniowe efekty w materii. Można je sobie wyobrazić jako przesuwające się zwiększenie (lub zmniejszenie) gęstości materii. Fale takie mogą rozchodzić się w bardzo różnych ośrodkach i znane są ze stabilności. Raz wzbudzony soliton podróżuje, nie zmieniając kształtu, na duże odległości (w teorii – nieskończenie długo). Nawet jeśli napotyka po drodze przeszkodę – pokonuje ją, a podróżująca dalej fala wygląda tak samo, jak wcześniej.
Solitony stosunkowo łatwo wzbudzić, obserwować i opisywać w wąskich i długich przestrzeniach – kanałach, rurkach, światłowodach.
„Najprostszym układem eksperymentalnym, w którym zaobserwowano solitony, był nadmorski kanał z wodą. Pierwsze eksperymenty sprzed ponad 100 lat polegały na tym, że konie szły wzdłuż brzegu kanału i ciągnęły po wodzie ciężar. Przy pewnych warunkach daje się w ten sposób wytworzyć pojedynczą falę – górkę na wodzie. Ona nie tylko porusza się równomiernie w kanale, ale i dalej ją widać, gdy wypływa z kanału daleko w morze” – opowiada prof. Krzysztof Pawłowski z CFT PAN. (przykłady można zobaczyć TU i TU).
„Solitony mogą się wydawać czymś bardzo ezoterycznym, ale to ważne zagadnienie w wielu gałęziach fizyki i matematyce” – opisuje prof. Pawłowski. Dodaje, że solitony mogą znaleźć zastosowanie w telekomunikacji – stabilne fale, które nie zmieniają kształtu, mogą przydać się bowiem w przesyłaniu informacji – np. w światłowodach.
Pełna treść artykułu: https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C95492%2Cjak-rozchodza-sie-fale-w-kroplach-kwantowych.html
Źródło informacji: Nauka w Polsce
