stringtranslate.com

Осциллон

В физике осциллон — это явление , подобное солитону , которое происходит в гранулированных и других диссипативных средах. Осциллоны в гранулированных средах возникают в результате вертикальной вибрации пластины со слоем однородных частиц, свободно размещенных сверху. Когда синусоидальные колебания имеют правильную амплитуду и частоту, а слой достаточной толщины, локализованная волна, называемая осциллоном, может быть сформирована путем локального возмущения частиц. Это метастабильное состояние будет сохраняться в течение длительного времени (многие сотни тысяч колебаний) при отсутствии дальнейшего возмущения. Осциллон меняет форму при каждом столкновении слоя зерен и пластины, переключаясь между пиком, который выступает над слоем зерен, и кратерообразным углублением с небольшим ободом. Это самоподдерживающееся состояние было названо по аналогии с солитоном , который является локализованной волной, сохраняющей свою целостность при движении. В то время как солитоны возникают как бегущие волны в жидкости или как электромагнитные волны в волноводе , осциллоны могут быть стационарными.

Осциллоны противоположной фазы будут притягиваться на коротких расстояниях и образовывать «связанные» пары. Осциллоны одинаковой фазы отталкиваются. Было замечено, что осциллоны образуют «молекулярные» структуры и длинные цепи. Для сравнения, солитоны не образуют связанных состояний.

Стабильные взаимодействующие локализованные волны с субгармоническим откликом были обнаружены и названы осциллонами в Техасском университете в Остине . Ранее сообщалось об отдельных всплесках в квазидвумерном слое зерен в Парижском университете, но эти переходные события были нестабильны, и не сообщалось о взаимодействии связей или субгармоническом отклике. [ необходима цитата ]

Причина этого явления в настоящее время является предметом дискуссий; наиболее вероятная связь связана с математической теорией хаоса и может дать представление о том, как формируются узоры на песке.

Экспериментальная процедура похожа на ту, которая использовалась для формирования фигур Хладни из песка на вибрирующей пластине. Исследователи поняли, что эти фигуры больше говорят о вибрационных модах пластины, чем об отклике песка, и создали экспериментальную установку, которая минимизировала внешние эффекты, используя неглубокий слой латунных шариков в вакууме и жесткую пластину. Когда они вибрировали пластину с критической амплитудой, они обнаружили, что шарики образовывали локализованную вибрирующую структуру при возмущении, которое длилось неопределенно долго.

Осциллоны также экспериментально наблюдались в тонких параметрически вибрирующих слоях вязкой жидкости и коллоидных суспензий. Осциллоны были связаны с волнами Фарадея, поскольку они требуют схожих условий резонанса.

Нелинейные электростатические колебания на границе плазмы также могут проявляться в виде осциллонов. Это было обнаружено в 1989 году. [ кем? ]

Смотрите также

Ссылки

Дальнейшее чтение