Одна из сложнейших математических задач – исследование солитонов...

Знание – силаFan

Николай Кудряшов: «Солитон – это и волна, и частица»

В международном научном журнале «Chaos, Solitons and Fractals», втором по значимости журнале математической физики с квартилем Q1, вышла статья Николая Кудряшова «Солитоны иерархии комплексного модифицированного уравнения Кортевега – де Фриза».

Ксения Ерохина

Николай Алексеевич Кудряшов

Исследование солитонов (структурно устойчивых уединённых волн) – одна из сложнейших математических задач, имеющая большие перспективы. И интересную историю.

«До второй половины 1960‑х годов не знали, как решать задачу Коши для уравнений, не преобразующихся к линейному виду. А в 1965 году американские математики Мартин Крускал и Норман Забуски провели вычислительный эксперимент по взаимодействию уединенных волн, которые назвали «солитонами», – рассказывает Николай Алексеевич Кудряшов. – И получили совершенно парадоксальный результат – действия солитонов очень похожи на поведение частиц или даже на действия людей: двигающаяся с большей скоростью большая уединенная волна догоняет меньшую уединенную волну, двигающуюся с меньшей скоростью, они взаимодействуют, потом разбегаются, не меняя формы и скорости. Единственно что – они на какой-то момент задерживаются, как бы «поговорили друг с другом» и разбежались. Оказалось, что это явление встречается во многих областях физики, где пытаются учесть нелинейность и дисперсию (разбегание волн) – в физике плазмы, физике твердого тела, оптике, сверхпроводимости. Самый простой пример – с его помощью можно описать даже некоторые волны на воде, например, цунами».

В истории с открытием солитонов есть не только математика, но и кораблестроение, и география, и… поэзия.

В 1895 году голландский математик, механик и астроном Дидерик Кортевег1 и его аспирант Густав де Фриз впервые математически объяснили явление, отмеченное в 1844 году в статье британского ученого и кораблестроителя Джона Скотта Рассела2, который изучал волны с целью улучшения форм кораблей и в середине XIX века построил на основе своих исследований пароход «Great Eastern», ставший триумфом технического мастерства того времени. Экспериментальное открытие Рассел сделал в 1834 году, а произошло это почти случайно, когда он проводил испытания баржи на канале Форс-энд-Клайд, который разрезает Шотландию на две части. А именно – две лошади тянули баржу по каналу, а Рассел, сидя на третьей, следовал за ними по берегу. Вдруг пару лошадей что-то напугало, они понесли, веревка порвалась, судно остановилось, и перед ним пошла вперед небольшая волна от носовой части. Рассел, обладавший необыкновенной наблюдательностью, заинтересовался этим явлением и поехал по берегу за волной, чтобы проследить за ее изменениями. В течение десяти лет он много раз повторял этот эксперимент уже намеренно, то есть наблюдал и исследовал движение уединенной волны на поверхности воды. Свои выводы он опубликовал в 1844 году в «Докладе о волнах», но его раскритиковали, и долгое время его работа не вызывала интереса. Особенно «постарался» родоначальник современной гидродинамики Джордж Габриель Стокс, обозвав научные изыскания Рассела «чепухой».

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Во всем мире Во всем мире

Новый шахтер для космоса и роботы-собаки в роли пожарных

Знание – сила
Скрытые активы игровой индустрии Скрытые активы игровой индустрии

Какие элементы компьютерных игр могут быть защищены авторским правом

Наука и техника
Пришел невод с одною тиной… Пришел невод с одною тиной…

Ученые из Института биологии внутренних вод РАН описали новый вид водорослей

Наука
Они могут вернуться… Они могут вернуться…

Сегодня мы вспомним о видах, исчезнувших в дикой природе

Наука и техника
«Свободная страна» в колониальной Африке «Свободная страна» в колониальной Африке

Государство Либерия появилось на карте благодаря социальному эксперименту

Наука и техника
Возвращение из бездны Возвращение из бездны

Уникальная операция по возвращению АПЛ «Курск» из пучины

Наука и техника
Привет из прошлого Привет из прошлого

Спускаемый аппарат межпланетной станции Космос-482 вошел в атмосферу Земли

Наука и техника
Атмосфера из фтора и скалы из золота: возможное и невозможное на экзопланетах Атмосфера из фтора и скалы из золота: возможное и невозможное на экзопланетах

Могут ли где-то во Вселенной существовать планеты с атмосферой из азота и фтора?

Наука и техника
Первый эсминец КНДР Первый эсминец КНДР

Вступление в строй первого многоцелевого эсминца ВМС КНДР «Чхве Хён»

Наука и техника
В борьбе за экологию В борьбе за экологию

Чем станет повышение ставок экосбора на упаковку

Агроинвестор
ИИ — иллюзия интеллекта? ИИ — иллюзия интеллекта?

Что же такое искусственный интеллект? Какие опасности он может таить?

Наука и жизнь
По ту сторону порога По ту сторону порога

Что общего у бани, перекрестка и канализационного люка?

Вокруг света
Дроны и наездники Дроны и наездники

Краснодарская компания создала уникальный способ биологической защиты растений

Наука
Первые шаги стратегической авиации Первые шаги стратегической авиации

О том, ценой какого труда, в каких муках рождалась стратегическая авиация

Наука и техника
Код будущего Код будущего

Умные очки для плавания, роботы-сварщики и другие технологии будущего

ТехИнсайдер
Оружие скрытого ношения Оружие скрытого ношения

В начале XX века появилось большое количество малогабаритных пистолетов

Наука и техника
Скифы: наследие, не расшифрованное до конца Скифы: наследие, не расшифрованное до конца

Скифы – народ, о которых мы знаем многое, но почти ничего не понимаем

Знание – сила
Ненасытный интеллект Ненасытный интеллект

Создание ИИ следующих поколений столкнулось с неожиданным препятствием

ТехИнсайдер
Будьте здоровы Будьте здоровы

Наночастицы для борьбы с раком и уникальная операция в Казани

Знание – сила
Сеть судного дня Сеть судного дня

Инновационная система, способная обеспечить стабильную работу транспорта

ТехИнсайдер
День… суслика День… суслика

Я протёр глаза и приподнялся на локте: да это же суслик!

Наука и жизнь
Роботы-манипуляторы: от самодельной руки до промышленных коботов Роботы-манипуляторы: от самодельной руки до промышленных коботов

Как устроены манипуляторы и как можно сделать простейшего робота своими руками

Наука и техника
Император железных дорог Император железных дорог

Двенадцать лет назад за этой железнодорожной историей следил весь мир

ТехИнсайдер
Окаменелости — у порога Окаменелости — у порога

Мы привыкли думать, что научные чудеса происходят где-то далеко...

Наука и жизнь
Убийство в Гилее Убийство в Гилее

Как братоубийство Савлия изменило судьбу Скифии

Знание – сила
Картошинг и иные способы заработать на миллениалах Картошинг и иные способы заработать на миллениалах

Семь форматов, которые бизнес может развивать для поколения Y

РБК
Фонтанные истории Рима Фонтанные истории Рима

Держу пари, никто, даже коренной римлянин, не ответит, сколько в Риме фонтанов

Наука
Спинной мозг самолета – автопилот Спинной мозг самолета – автопилот

Пока человек толком не понимал, что такое полет, автопилот был не нужен

Наука и техника
Жизнь начинается с растений Жизнь начинается с растений

Как экстремальные условия трансформируют существующие экологические формы

Наука и жизнь
Позвольте представить: виноградовник Позвольте представить: виноградовник

Чем придать естественности натургардену? Попробуйте посадить виноградовник

Наука и жизнь
Открыть в приложении