Nowo odkryty typ solitonu to 'pasożyt'

Nowo odkryty optyczny soliton korzysta z innych solitonów wykorzystując je do transportu i 'pożywiając się' ich energią. Solitony to odosobnione samopodtrzymujące się fale, które podczas podróży utrzymują swój kształt, a nie rozpraszają się jak inne fale. Po raz pierwszy zaobserwował je szkocki inżynier John Scott Russel, który w 1834 roku zauważył, że po nagłym zatrzymaniu się barki na Union Canal pomiędzy Falkirk a Edynburgiem powstała niezwykła fala. Russel śledził ją przez około 3 kilometry, aż stracił ją z oczu. Zauważył jednak, że fala nie zmieniła swojego kształtu. W ciągu kolejnych kilkudziesięciu lat fenomen został opisany matematycznie i narodziła się koncepcja solitonu. Soliton pojawia się nie tylko jako fala w wodzie, ale również jako fala świetlna. Zjawisko jest od dawna badane, jednak nigdy nie zaobserwowano, by soliton zachowywał się jak byt niesamodzielny, niemal pasożytniczy.

Ten nowy soliton porusza się z innym solitonem, dosłownie w ślad za nim. Pobiera  też energię od drugiego solitonu. Może urosnąć większy od swojego gospodarza - mówi profesor Kerry Vahala, którego zespół znalazł nowy typ solitonu. Uczony porównuje go do ryb pilotów, które towarzyszą rekinom, zjadają pozostawione przez nie resztki, a jako że pływają za większą rybą, to poruszanie się wymaga od nich mniej wysiłku.

Jako pierwsi nowy typ solitonu zaobserwowali Qi-Fan Yang i Xu Yi. Jako, że znajduje się on blisko oryginalnego solitonu i przypomina go kształtem, początkowo podejrzewano awarię aparatury w laboratorium. Dzięki obserwacji na dwóch spektrometrach potwierdziliśmy, że sygnał nie był artefaktem spowodowanym błędną pracą urządzenia. Gdy już wiedzieliśmy, że to prawdziwy soliton, musieliśmy dowiedzieć się, dlaczego spontanicznie przybiera on taką formę - mówi Yang. Naukowcy wykorzystali laser do dostarczenia solitonom energii. Zauważyli, że pasożytniczy soliton początkowo jej nie zaabsorbował. Najpierw cała energia trafiła do oryginalnego solitonu, 'rekina'. Następnie była ona wyciągana przez 'pasożyta", który z czasem urósł, podczas gdy drugi z solitonów zmniejszył się.

Naukowcy zrozumieli już nowe solitony na tyle, że nie tylko potrafią uzyskać je na żądanie, ale również dobierać ich właściwości. takie jak długość fali (kolo).

soliton pasożyt