Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

2D foton mayesində bir topaq soliton müşahidəsi. Müəllif: Ludovica Dieli

İtaliyadakı fiziklər ilk dəfə olaraq “toplu soliton” yaratdılar: 3D məkanda hərəkət edə bilən və hətta formasını itirmədən digər solitonlarla qarşılıqlı təsir göstərə bilən son dərəcə sabit bir işıq dalğası paketi.

Roma Sapienza Universitetindən Ludovica Dielinin rəhbərliyi ilə komanda, daxil olan işıq şüalarına reaksiyalarını xarici gərginlikdən istifadə edərək sıx şəkildə idarə etmək mümkün olan xüsusi hazırlanmış kristaldan istifadə edərək nəticə əldə etdi. Onların tədqiqatı Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Solitonları və inteqrallığı anlamaq

Soliton, nəzəri olaraq yayılarkən, hətta digər dalğalarla qarşılıqlı təsir göstərərkən belə formasını qeyri-müəyyən müddətə saxlaya bilən lokal dalğaların qısa bir partlamasıdır. Bu davranış yalnız enerji və impuls kimi çox sayda qorunan kəmiyyətə malik qeyri-xətti tənliklərdə tapılan “inteqrallıq” adlı riyazi konsepsiya vasitəsilə mümkündür. Bu xüsusiyyətlər sistem inkişaf etdikcə sabit qalır və bu da onu dalğanın daşıdığı məlumatı məhv edə biləcək təhrif və turbulentlik kimi təsirlərə qarşı daha davamlı edir.

Laboratoriyada həqiqətən inteqrallana bilən solitonlar istehsal olunsa da, onlar yalnız bir ölçüdə – tək bir düz xətt boyunca yayılmaqla mövcud olublar. Lakin 1970-ci ildə bir cüt sovet fiziki solitonların 3D məkanda necə real şəkildə yayıla biləcəyini göstərən yeni bir model təqdim etdilər. “Toplu soliton” adlanan bu dalğa paketi Kadomtsev-Petviashvili (KP) tənliyi ilə təsvir olunur və cütlük ilk dəfə nəzəriyyələrini ortaya qoyduqdan bəri onun eksperimental ehtimalı fəal şəkildə araşdırılır.

Dieli izah edir ki, “Lakin, KP tənliklərinin real fiziki sistemə tətbiq etməsi üçün tələb etdiyi məhdudlaşdırıcı şərtlər səbəbindən topaq solitonu üzərində aparılan tədqiqatlar eksperimental müşahidədən məhrumdur.” “Son onilliklərdə qeyri-xətti dalğalar geniş şəkildə öyrənilsə də, topaq solitonlarının öyrənilməsi nəzəri olaraq qalmışdır.”

Eksperimental irəliləyiş və nəticələr

Dielinin komandası öz tədqiqatlarında bu çətinliyi fotorefraktiv xüsusiyyətləri işığın intensivliyə bağlı şəkildə yayılmasına səbəb olan stronsium-barium niobat kristalından istifadə edərək həll etdi. Kristala xarici gərginlik tətbiq etməklə komanda 2D “foton mayesi” yarada bildi: gərginliyə cavab olaraq adi maye kimi axan optik sahə.

Bu da öz növbəsində onlara daxil olan işıq şüasına “qeyri-xətti” reaksiyasını idarə etməyə imkan verdi – şüa və maye qarşılıqlı təsir göstərdikcə qarşılıqlı təsirdə olan dəyişiklikləri təsvir etdi.

Dieli əlavə edir ki, “Quraşdırmamız həmçinin işıq şüasının amplitudasını və fazasını mikrometrik dəqiqliklə idarə etməyə imkan verdi. Bu alət, analitik formasına yüksək dəqiqliklə, topaq solitonun ilkin vəziyyətini hazırlamaq üçün vacibdir.”

Bu diqqətlə idarə olunan yanaşma ilə tədqiqatçılar nəhayət ki, onilliklər boyu fiziklərin diqqətindən yayınan çoxölçülü, həqiqətən inteqrasiya oluna bilən solitonları yarada bildilər.

Dieli davam edir: “Yayılma zamanı analitik formasını qoruyan və hərəkətinə perpendikulyar 2D müstəvisində xarakterik bir yerdəyişməyə məruz qalan bir topaq soliton müşahidə etdik. Dalğa paketi əks istiqamətdə hərəkət edən eyni topaq solitonla toqquşduqda belə, bu forma dəyişməz qaldı: bu, onun inteqrasiya oluna bilməsinin açıq bir nümayişidir.”

Komanda indi ümid edir ki, uğurlu eksperimental nəticələri gələcəkdə topaq solitonlarının və bütövlükdə qeyri-xətti dalğaların tədqiqi üçün ümidverici nəticələrə malik ola bilər.

Dieli deyir: “Tapıntılarımız KPI tənliyinin və onun həllərinin eksperimental tədqiqi üçün yol açır və onun analitik formasına yüksək dəqiqlik təmin edir. Bu dəqiqlik səviyyəsi əvvəllər heç vaxt çoxölçülü qeyri-xətti dalğa təcrübələrində əldə edilməyib.”

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Ludovica Dieli və digərləri, Toplu solitonların müşahidəsi, Fiziki icmal məktubları (2025). DOI: 10.1103/ggbs-y21w

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

© 2026 Science X Network