Definiciones más formales existen, pero requieren matemáticas substanciales. Por una parte, algunos científicos utilizan el soliton término para los fenómenos que no tienen absolutamente estas tres características (por ejemplo, las 'balas ligeras de las óptica no lineares a menudo se llaman los solitons a pesar de energía perdidosa durante la interacción).

Explicación

Muchos modelos solubles tienen exactamente soluciones del soliton, incluyendo la ecuación de Korteweg-de Vries, la ecuación no linear de Schrödinger, la ecuación no linear juntada de Schrödinger, y la ecuación del Seno-Gordon. Las soluciones del soliton se obtienen típicamente por medio que la dispersión inversa transforma y que debe su estabilidad al Integrability de las ecuaciones de campo. La teoría matemática de estas ecuaciones es un campo amplio y muy activo de la investigación matemática.

Algunos tipos del alesaje de marea, un fenómeno de la onda de algunos ríos incluyendo el río Severn, son “undular”: un frente de onda siguió por un tren de solitons. Otros solitons ocurren como las ondas internas submarino iniciadas por la topografía, esa propagación del fondo del mar en el oceánico Pycnocline . Los solitons atmosféricos también existen, por ejemplo la nube de la gloria de mañana del golfo de Carpentaria, en donde los solitons de la presión que viajan en un linear extenso del producto de la capa de la inversión de la temperatura ruedan las nubes el reciente y el no extensamente aceptado Soliton modelo en neurología propone explicar la conducción de la señal dentro de las neuronas como solitons de la presión.

Un soliton topológico, o el defecto topológico, es cualquier solución de un sistema de las ecuaciones diferenciales parciales que sea estable contra decaimiento al " solution" trivial; debido a los apremios topológicos, algo que debido al Integrability de las ecuaciones de campo. El constreñimiento se presenta casi siempre porque las ecuaciones diferenciales deben obedecer un sistema de las condiciones de límite, y el límite tiene un grupo no trivial de Homotopy, preservado por las ecuaciones diferenciales. Así, las soluciones de las ecuaciones diferenciales se pueden clasificar en las clases de Homotopy que allí no es ninguna transformación continua que trazará una solución en una clase homotopy a otra; así las soluciones son verdad distintas, y mantienen su integridad, incluso frente a fuerzas extremadamente de gran alcance. Los ejemplos de solitons topológicos incluyen la dislocación de tornillo en un enrejado cristalino, la secuencia de Dirac y el monopolar magnético en el electromagnetismo, el Skyrmion y el Wess-Zumino-Witten modelo en la teoría de campo de Quantum, y las secuencias cósmicas y las paredes de dominio en el cosmología .

Historia

En el 1965 Zabusky normando de los laboratorios de Bell y el Martin Kruskal de la Universidad de Princeton primero demostró comportamiento del soliton en medios conforme a la ecuación (ecuación de Korteweg-de Vries de KdV) en una investigación de cómputo usar un acercamiento de la diferencia finita .

En 1967, Gardner, Greene, Kruskal y Miura descubrieron que una dispersión inversa transforma permitiendo la solución analítica de la ecuación de KdV. El trabajo Peter flojo en los pares flojos y la ecuación floja tiene desde amplió esto a la solución de muchos relacionados soliton-generando sistemas.

Solitons en óptica de fibras

Solitons en un sistema óptico de fibra es descrito por las ecuaciones de Manakov. Barthelemy, de las universidades de Bruselas y de Limoges, hicieron la primera observación experimental de la propagación de un soliton oscuro, en una fibra óptica.

En 1988, Linn Mollenauer y su equipo los pulsos transmitidos del soliton sobre 4.000 kilómetros usar un fenómeno llamaron el efecto de Raman, nombrado para el sir indio C. Raman del científico que primero lo describió en los años 20, para proporcionar el aumento óptico en la fibra.

En 1991, un equipo de investigación de los laboratorios de Bell transmitió los solitons sin error en 2.5 gigabites por segundo sobre más de 14.000 kilómetros, usar los amplificadores de fibra óptica del erbio (empalmar-en los segmentos de la fibra óptica que contienen el erbio del elemento de tierra rara). Bombear los lasers, juntados a los amplificadores ópticos, activar el erbio, que energiza las pulsaciones de luz.

En 1998, Thierry Jorte y su equipo en el centro del R&D de Francia Télécom, combinando los solitons ópticos de diversas longitudes de onda (multiplexación de división de longitud de onda ), demostraron una transmisión de datos de 1 terabit por el segundo (1.000 unidades de información por segundo).

En 2001, el uso práctico de solitons se convirtió en una realidad cuando la telecomunicación de Algety desplegó el equipo submarino de las telecomunicaciones en Europa que llevaba tráfico verdadero usar onda solitaria de s de Russell Scott Juan '. (Los fundadores de la telecomunicación de Algety eran un equipo de ingenieros en el centro del R&D de la telecomunicación de Francia (CNET) que había estado trabajando por casi 10 años para desarrollar tecnología del soliton. In 2000 Corvis Corp firmó un acuerdo de adquirir la telecomunicación de Algety, en una transacción de la todo-parte, pero cerró más adelante el subsidiario de Algety. Corvis entonces fue comprado por Broadwing, y Broadwing fue comprado posteriormente por Level3) La situación actual de usar el soliton óptico para la comunicación no está clara y más información es necesaria.)

Que algunas razones, es posible observen solitons positivos y negativos en fibra óptica. Sin embargo, generalmente solamente los solitons positivos se observan para la onda de agua.

Bions

El estado encuadernado de dos solitons se conoce como bion del .

Ver también