Solitony - záhadné vlny

26. prosinec 2008 | 06.00 |

První zmínku o pozorování osamocené vlny - solitonu, podal skotský inženýr, konstruktér John Scott Russel v roce 1844 na zasedání Britské inženýrské asociace. Ve čtyřicátých letech 19. století přecházela Anglie pomalu od lodní dopravy k železniční. Stále však byla protkána sítí kanálů a řek, na nichž se plavil náklad či suroviny na bárkách tažených koňmi mezi anglickým městy.

Russel vznik solitonu popisoval takto: "Pozoroval jsem pohyb lodě, kterou rychle vlekli podél úzkého kanálu párem koní. Loď se najednou zastavila, ale nezastavila se masa vody v kanále, kterou loď uvedla do pohybu. Voda se bouřlivě shromáždila kolem přídě, pak se od ní odtrhla a v podobě velké okrouhlé osamocené vyvýšeniny, plavně a zřetelně ohraničené, se velkou rychlostí začala pohybovat vpřed podél kanálu bez jakýchkoliv změn tvaru a poklesu rychlosti. Sledoval jsem tuto vlno jízdou na koni, jak se valila rychlostí 8 nebo 9 mil za hodinu zachovávajíc svůj původní tvar. Její délka byla asi 30 stop a výška asi stopu nebo půl druhé. Pak se výška vlny začala zmenšovat, a když jsem ji sledoval asi jednu nebo 2 míle, ztratil jsem ji nakonec ve vlnách kanálu..."
Půl století s fyzikové s tímto zajímavým jevem nevěděli rady, až v roce 189 Holanďané Korteweg a de Vries našli obecné řešení nelineární vlnové rovnice v mělké vodě. Ukázalo se, že vlna nemusí být vždy periodická, že může existovat jen jediný vlnový val, který se pohybuje rychlostí závisející na hloubce vody, neztrácí energii a nemění svůj tvar. Dva nebo více solitonů se mohou dokonce vzájemně prostupovat a pohybovat se dál beze změny.
Solitony se staly hitem moderní fyziky a zdá se, že je možno jimi objasnit skoro vše. V kvantové fyzice je známo, že částice mají zároveň vlnové vlastnosti, a byla vyslovena domněnka, že by mohly být vlnovými balíky.V tom případě by se ovšem díky disperzi rozplývaly a nemohly by být stabilní... Inu není to tak jednoduché pomocí solitonů vysvětlit i takové situace.
K solitonům však určitě patří aspoň některé případy vln tsunami. Také optické solitony vytvářené lasery by se mohly na velké vzdálenosti šířit optickými kabely beze ztrát.
Astronomové mají také svého kandidáta na solit. Mohla by jím být rudá skvrna na Jupiteru, která putuje v rovníkové oblasti planety a představuje snad vrchol nějakého výstupního proudu v Jupiterově atmosféře.
Další ze stovek solitonových hypotéz považují za soliton kulový blesk. Hypotézy samy však nestačí a nezbavují nás nutnosti zkoumat podstatu každého jevu podrobně a poctivě.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2.2 (5x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře