Skip to main content

Nonlinearity management of atomic and optical systems

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ujarzmić fale nieliniowe

Miejscowe fale o wysokiej amplitudzie mogą opisywać dynamikę wielu różnych ośrodków, od wody po chmury kondensatów Bosego-Einsteina. Finansowany ze środków UE zespół badawczy analizował możliwości zarządzania nieliniowego w konkretnych zastosowaniach.

Gospodarka cyfrowa

Większość systemów naturalnych ma charakter nieliniowy, a do ich modelowania wykorzystuje się nieliniowe układy równań. Zasadnicza różnica między układami liniowymi i nieliniowymi polega na tym, że te pierwsze spełniają prostą zasadę superpozycji. Zasada superpozycji umożliwia rozwiązywanie układów liniowych poprzez rozbicie ich na elementy, które można rozwiązać w sposób niezależny. Pomimo trudności wynikających z braku zasady superpozycji, uczestnicy projektu "Nonlinearity management of atomic and optical systems" (NOMATOS) dokonali znaczącego postępu w rozwiązywaniu układów nieliniowych. Prace rozpoczęto od zbadania efektów nieliniowych w falowodach. Falowody przesyłają informacje w formie fal elektromagnetycznych między dwoma punktami sieci telekomunikacyjnej. Następnie badacze zajęli się falami materii w chmurach kondensatów Bosego-Einsteina. Kondensat Bosego-Einsteina jest najbardziej "klasyczną" postacią fal materii, podobnie jak laser optyczny emituje najbardziej klasyczną postać fal elektromagnetycznych. Nie sposób ich opisać zwykłymi słowami, ponieważ należą do świata kwantowego. Tworzą je obiekty zachowujące się jednocześnie jak cząstki i fale — ta osobliwa dwoistość opisana jest za pomocą równań Schrödingera. Badacze uczestniczący w projekcie NOMATOS wprowadzili układ nieliniowych równań Schrödingera będący modelem, który można wytworzyć w kondensacie Bosego-Einsteina. Zidentyfikowano regiony stabilności dyskretnych solitonów symetrycznych. Dowiedziono istnienia kilku rodzajów pojedynczych przemieszczających się fal, które są rozwiązaniami nieliniowych równań Schrödingera. Obejmowały one spektrum od jednorodnych do bardzo sfragmentaryzowanych łańcuchów solitonów. Co jeszcze istotniejsze, badacze ustalili, że zlokalizowane rozproszenie energii falowej może być skutecznym narzędziem do badania fal solitonów. Ustalenia te, opublikowane w międzynarodowych czasopismach naukowych, otworzyły nowe kierunki badań w zakresie fizyki układów nieliniowych. Wspólne publikacje są również dowodem efektywnej współpracy uczestników projektu z międzynarodową społecznością naukową.

Słowa kluczowe

Fale, kondensaty Bosego-Einsteina, układy nieliniowe, falowody, telekomunikacja, sieci, fale materii, elektromagnetyczne, solitony, Schrödingera

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania