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

В Туве найдены уникальные скифские артефакты В Туве найдены уникальные скифские артефакты

Археологи нашли в скифском кургане Тувы золотые украшения и таинственные кинжалы

Знание – сила
Город, который смотрит в море Город, который смотрит в море

Город-порт – это не просто география, это опыт

Знание – сила
Протокол «Дубайск» Протокол «Дубайск»

Какие автомобили можно увидеть в новом «Мажоре»

Автопилот
Киберспорт и интеллектуальная собственность Киберспорт и интеллектуальная собственность

Киберспорт — сложная и пока еще малоизученная правовая реальность

Наука и техника
У южных ворот У южных ворот

Три порта, три судьбы, три истории

Знание – сила
Ген свадебного угощения Ген свадебного угощения

Как отличия паттернов врожденного поведения формируются в эволюции?

Знание – сила
Риски ущерба имуществу: виды и способы защиты Риски ущерба имуществу: виды и способы защиты

Как страхование помогает защитить автомобиль

Наука и техника
Ночные обезьянки сельвы Ночные обезьянки сельвы

Ночные обезьяны Южной Америки

Знание – сила
Открытый код как двигатель прогресса: зачем делиться своими проектами Открытый код как двигатель прогресса: зачем делиться своими проектами

Почему открытый обмен информацией стал двигателем развития технологий

Наука и техника
Всё кончено: война, республика, жизнь Всё кончено: война, республика, жизнь

Смерть Юлия Цезаря – трагедия и окончание жизни и истории старого Рима

Знание – сила
Эффект высокой базы Эффект высокой базы

К чему ведет сворачивание масштабной поддержки АПК

Агроинвестор
Планеты «железные» и «алмазные» Планеты «железные» и «алмазные»

Насколько необычны миры «железных» и «алмазных» планет?

Наука и техника
На краю стихий. Архангельск На краю стихий. Архангельск

История развития порта Архангельска

Знание – сила
Оружие скрытого ношения Оружие скрытого ношения

История развития компактного оружия: миниатюрные револьверы и пистолеты

Наука и техника
Галактика в проводах Галактика в проводах

Рассказ Александра Маркова «Галактика в проводах»

Знание – сила
Новости науки Новости науки

Механизм возникновения галактик, слияние черных дыр и Большой Барьерный риф

Знание – сила
В режиме планового роста В режиме планового роста

Объемы мясного производства увеличиваются спокойными темпами

Агроинвестор
Новые технологии в медицине Новые технологии в медицине

Биосовместимый титановый сплав, антибактериальные нити и диагностика инфекций

Знание – сила
Урожай рекордов Урожай рекордов

Растениеводы вышли на новые рубежи по сборам

Агроинвестор
От меди – к кремнию От меди – к кремнию

Как работают системы управления локомотивов

Наука и техника
Инерционно-выжидающие инвестиции Инерционно-выжидающие инвестиции

В АПК — новые проекты, но компании рассчитывают на снижение стоимости кредитов

Агроинвестор
Путешествия во времени и пространстве Путешествия во времени и пространстве

Резиденция монархов Аранхуэс и монастырь Санта-Мария-де-Гуадалупе

Знание – сила
Молочное торможение Молочное торможение

Прирост производства товарного молока замедлился почти вдвое

Агроинвестор
Нескучный сад «проказника» Демидова Нескучный сад «проказника» Демидова

Жизнь и «дурашества» Прокофия Акинфиевича Демидова

Знание – сила
Владивосток – город и порт Владивосток – город и порт

Владивосток – главный военный порт России на Тихом океане

Знание – сила
Коми кукла Коми кукла

Живое воплощение народного искусства и культурного наследия

Знание – сила
Юбилеи круглые и не очень Юбилеи круглые и не очень

Именинники декабря: основатели гидродинамики и сердечно-сосудистой хирургии

Знание – сила
«Древние люди были гениальными» «Древние люди были гениальными»

Интервью с археологом Дмитрием Еньшиным о неолитической революции

Знание – сила
«Знание – сила» — 100 лет «Знание – сила» — 100 лет

История науки в оптике собственного жизнеописания

Знание – сила
Забытые речные порты России Забытые речные порты России

Исчезнувшие и потерявшие свое былое значение порты

Знание – сила
Открыть в приложении