Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

09.05.2002
16:01

Большие проблемы малого бизнеса

09.05.2002
15:50

Стихотворение Василия Дворцова в День Победы

09.05.2002
15:07

Проект космического эксперимента в области энергий больше 1 ГэВ

09.05.2002
15:06

Взаимодействие излучений с гетерогенными средами

09.05.2002
12:05

Солитоны как носители информации

.

    светлый и темный солитоны

    В 1952 году Энрико Ферми попросил двух молодых физиков численно решить задачу распределения начальной моды по другим на примере колебаний 64 связных грузиков. В процессе моделирования ожидаемый результат не получился, была лишь перекачка энергии в несколько начальных мод и происходил возврат системы к исходному состоянию и затем повторение процесса без установления термодинамического равновесия системы(равномерное распределение колбательной энергии по всем грузикам). После расчетов было установлено, что модель при уменьшении расстояний между грузиками и их неограниченом росте переходит в уравнение, описывающее поведение уединенной волны на воде, т.н. уравнение Кортевега-де Фриса(описывающее модель поведения уединенной волны в бассейне, амплитуда которой много меньше глубины бассейна и но длинной во много раз большей глубины). В процессе вычислений было выяснено, что случае уединенной волны её скорость тем выше, чем выше её амплитуда и полуширина пика с увеличением амплитуды уменьшается. Если рассмотреть две такие волны разных амплитуд(и соответственно разных скоростей), движущиеся в одном направлении, то рано или подно наступит момент года более высокая волна догонит более


    две волны до взаимодействия и после

    медленную(ведь скорость движения одиночной волны тем больше, чем больше её амплитуда). В течении некоторого времени волны будут двигаться как единое целое и далее разъеденятся. Самым интересным свойством таких волн будет сохранение формы и скорости после взаимодействия. Обе волны лишь немного смещаются(приобретают фазовый сдвиг) на некоторое расстояние по сравнению с тем случаем, когда как если бы они двигались без взаимодействия. Этот процесс, в ходе которого при взаимодействии волн сохраняется их форма и скорость, напоминает упругое столкновение двух частиц. Именно из-за этого такие уединенные волны были названы солитонами(от англ. solitary - уединенный). Уединенные волны-солитоны действительно ведут себя как частицы, большая волна не проходит через малую при их взаимодействии. Когда уединенные волны(солитоны) соприкасаются, то большая волна замедляется и уменьшается, а волна, которая была малой, наоборот, ускоряется и подрастает. И когда малая волна дорастает до размеров большой, а большая уменьшается до размеров малой, солитоны разъединяются и больший уходит вперед. Т.е. солитоны ведут себя подобно упругим шарикам.

    Теперь определение:

    Солитоном называется нелинейная уединенная волна, которая сохраняет свою форму и скорость при собственном движении и при столкновении с себе подобными волнами сиречь представляет собой устойчивое образование.

    В природе волны как правило распространяются группами, т.е. на воде типичны "стаи" волн. Было установлено(Дж. Фейер и Т.Бенжамен), что простая периодическая волна на глубокой воде неустойчива и поэтому волны на поверхности разбиваются группами. Эти данные были получены в 1967 году. Далее в 1968 В.Е. Захаров и А. Б. Шаббат вывели уравнение, описывающее распространение таких волн на поверхности. Это уравнение тогда уже носило название нелинейного уравнения Шредингера и может быть решено как в виде

    групповой солитон - огибающая группы волн

    солитонов так и интегрированием методом обратной задачи рассеяния. Солитоны из уравнения Шредингера отличаются от одиночных солитонов тем, что они соответствуют огибающей группы волн(есть некоторое сходство с модуляцией радиоволн). Такие солитоны называются групповыми солитонами или солитонами огибающей. Как правило под огибающей находится 14-20 волн, причем самая высокая волна в группе находится между седьмой и десятой(девятый вал). Если же в группе образовалось больше волн, то произойдет их распад на несколько групп.

    До середины 60-х годов солитоном считалась одномерная волна, нынче же под понятие солитонов попадает разнообразный спектр физических объектов от дислокаций в кристалле(двумерные солитоны) до черных дыр в теории гравитации.

    В приведенном опыты с 64-мя грузиками неизбежно расплывание волны вследствии дисперсии(неизбежных потерь) среды, но в то-же время волновое возмущение изменяет среду таким образом, что свойства среды стремятся вернуть волновое возмущение в исходное состояние(опрокидывание нарастающего волнового фронта), происходит своеобразная конкуренция между этими двумя процессами. При равновеликом действии этих процессов возникает солитон, Т.е. иными словами дисперсия и нелинейность полностью определяют форму солитона.

    В оптическом случае солитоны - импульсы, сохраняющие форму огибающей при распространении в нелинейной среде при воздействии с другими солитонами(как в описанном выше воздействии двух волн).

    В нерезонансных средах солитоны образуются в результате баланса двух конкурирующих процессов - дисперсионного расплывания и нелинейного самовоздействия света. Наиболее благоприятны условия для возникрновения солитонов в одномодовых оптических волокнах(оптических световодах) вследствии предельно малых оптических потерь и устойчивости модовой структуры излучения при возрастании входных мощностей вплоть до значений порога самофокусировки. Эффекты самовоздествия возникают из-за добавки к показателю преломления небольшой величины, появляющеся вследствии воздействия излучения на саму среду прохождения(при малой мощности излучения происходит только частичная компенсация дифракционной расходимости). При распространении импульса его вершина приобретает дополнительный фазовый набег и соответствующее этому набегу приращение к несущей частоте. И в результате фазовой самомодуляции нарастает несущая частота от фронта


    изменение частоты цуга волн

    импульса к его хвосту, т.е. происходит частотная модуляция. Дисперсионное же расплывание импульса возникает из-за дисперсии групповой скорости и спектрально ограниченный импульс приобретает частотную модуляцию, скорость которой зависит от пройденного расстояния. При равенстве этих процессов и достаточной мощности вследствии уменьшения достигаются необходимые условия для образования солитона.

    Работа высокоскоростных линий связи ограничена эффектом дисперсии групповых скоростей, из-за которого импульс уширяется, теряя энергию в битовом промежутке. Солитоны же могут сохранять свою форму благодая балансу между нелинейными и дисперсионными соотношениями и их использование могло бы улучшить работу таких систем связи. Солитонные линии связи способны передавать информацию на расстояния около 1000 км со скоростью приближающейся к 100Гбит/с если потери в световоде скомпенсированы за счет необходимого усиления солитонов. Например если необходимо получение линии связи на 15 Гбит/с, то усилители должны располагаться на расстоянии в 44 километра. Длительность импульса такой системы 5,78 пс(4-фемптосекундный импульс - Международный лазерный центр МГУ) и мощность накачки 36 мВт соответственно.

    Иными словами ставится задача увеличить пропускную способность оптоволокна на максимально большие расстояния. Для реализации этой задачи требуется укоротить импульс и одновременно увеличить его мощность. В работе крымских исследователей показано, какие параметры оптического волокна и мощности сигнала вызывают формирование устойчивых светлых и темных солитонов. Так-же выведено распределение плотности энергии светлого и темного солитонов вдоль оси волокна. Волновые поверхности светлого(вверху) и темного(внизу) солитонов представлены на рисунке в заголовке новости.

    Источники:

    1. И.Р.Шен "Принципы нелинейной оптики" - изд-во "Наука", 1989, стр.: 474
    2. Г.Агравал "Нелинейная волоконная оптика" изд-во "МИР", 1996, стр.: 104
    3. Энциклопедия "Современное естествознание". 2001 г., "МагистрПресс", Т7, стр 188. глава "Нелинейные волны и солитоны".
    4. Физ. энциклопедия, 1994 г., Т4, стр 571, статья "Солитоны".

    Источник: соб. информ.

Выскажите свое мнение на:

09.05.2002
10:23

С праздником Победы!

09.05.2002
05:23

Вырожденный ферми-газ

09.05.2002
05:15

Металл взрывается

09.05.2002
04:59

Без NO светлячкам не обойтись

09.05.2002
04:45

Хаббловский Телескоп определяет возраст Вселенной

09.05.2002
00:44

Присуждена ежегодная премия Астрономической лиги

09.05.2002
00:42

Межпланетный зонд "Стардаст" "долетел" до Книги рекордов Гиннеса

09.05.2002
00:40

Пополнился виртуальный альбом снимков Красной планеты

09.05.2002
00:39

Космический календарь. 9 мая

08.05.2002
23:27

Почти готова геномная карта мышей

08.05.2002
20:22

Музыкальная программа "Самородки России"

08.05.2002
17:06

Церемония прощания с Андреем Ростоцким прошла в ЦДК

08.05.2002
15:30

Австралийские рассказы Рифата Шакира-Алиева

08.05.2002
15:04

Пилот из Литвы сам построил вертолет собственной конструкции

08.05.2002
09:18

Дума Курил не отдаст!

<< 2111|2112|2113|2114|2115|2116|2117|2118|2119|2120 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList