Российские физики раскрыли секрет появления волн-убийц в океане

15 Ноября 2018

МОСКВА, 15 ноября Российские и зарубежные физики и математики нашли простое решение для одной из версий уравнения Шредингера и использовали его для того, чтобы объяснить внезапное проникновение гигантских волн-убийц в океане. Об этом сообщает пресс-служба Института теоретической физики РАН.

Хаос и порядок

Как сегодня считают ученые, гигантские волны-убийцы высотой в несколько десятков метров, погубившие не один десяток кораблей и тысячи жизней людей, а также их аналоги в мире оптики и электроники, мешающие деятельности телекоммуникационных систем, возникают в результате так называемых нелинейных процессов.

Под этим словом физики познают различные феномены, чье образ действие нельзя описать при помощи погонных уравнений. Иными словами, их реакцию на комбинацию из нескольких разных внешних факторов довольно трудного представить себе как сумму редактирований, возникших при действии каждой из этих сил по-отдельности.

Эта особенность, как отмечают Гриневич и его коллеги, резко усложняет предсказания того, как себя должны вести подобные процессы. Более того, ученые долгое время считали, что исходное состояние нелинейных систем безвозвратным образом забывалось даже после самых малых изменений, что делало их хаотическими по своей природе.

Еще в середине 1950 годов Энрико Ферми и другие американские ученые случайно выяснили, что это не всегда так. В некоторых случаях нарождалось своеобразное математическое дежавю, и система произвольно возвращалась в исходное положение.

Позже советские и зарубежные ученики выяснили, что его проникновение было связано с тем, что поведением этих хаотических теорий управляли определенные закономерности и законы. На роль одного из них давно претендует нелинейное уравнение Шредингера, кузен знаменитой формулы, описывающей состояние частиц в квантовом мире.

Тайны волн-убийц

Хорошая аналогия – коробка передач. Чтобы придумывать предсказания о том, как она будет работать, не обязательно разбираться в ее детальном устройстве. Достаточно факта, что она подчиняется золотому правилу механики: проигрыш в скорости дает выигрыш в силе, а выигрыш в силе – проигрыш в скорости, объясняет Гриневич.

Роль подобной коробки передач в опытах русских ученых играл особый кристалл с нелинейными оптическими свойствами, чей коэффициент преломления зависел от интенсивности света. К примеру, те его зоны, которые были освещены сильнее, фокусировали свет, а более темные участки – рассеивали лучи лазера.

Наблюдая за кристаллом и тем, как менялся вырабатываемый им свет, Гриневич и его коллеги доказали, что он периодически порождает эффект дежавю и что его поведение описывается нелинейным уравнением Шредингера.

Анализируя видимый результаты экспериментов, российские математики вывели набор простых формул, дозволяющих очень точно просчитывать это уравнение. Ученые использовали их для того, чтобы вычислить то, какими свойствами обладали лучи лазера, попавшие в нелинейный кристалл в момент начала теста.

Эти же формулы, как отмечают физики, можно применять не только для описания поведения волн-убийц или помех в каналах связи, но и в фундаментальной науке. К примеру, они помогут понять, как ведет себя конденсат Бозе-Эйнштейна, экзотическая форма материи, которая состоит из множества частиц, но ведет себя как один большой атом.

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Место события на карте мира:

Российские физики раскрыли секрет появления волн-убийц в океане

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Волгограде покажут фильм о фестивале "RT.Док: Время героев"