Тяжелые солитоны сравнили с кольцами дыма

Ученые реализовали одну из самых крупных численных симуляций на суперкомпьютере и определили, чем на самом деле являются тяжелые солитоны.

Было установлено, что тяжелые солитоны, прежде увиденные специалистами из Массачусетского технологического института, в действительности являются вовсе не солитонами, а квантовыми подобиями дымных колец.

Солитонами либо одиночными волнами называют специальный тип волн. Они появляются в нелинейной среде (к примеру, реальных жидкостях либо плазме) и во время взаимодействия друг с другом и при возмущении среды ведут себя как обычные частицы. То есть, например, сохраняют при подобном взаимодействии собственную структуру. Данная устойчивость к возмущениям может быть использована в самых различных разделах физики.

Ученые из MIT вели наблюдения за движением фазовых волн в среде специально охлажденных атомов лития. Будучи возбужденными лазером, такие атомы распространяли волну, что двигается значительно медленнее, чем прежде предсказывала теория. Физики назвали такую волну «тяжелым солитоном» и решили объяснить, какими же уравнениями описывается ее движение в этой среде.

Новые работы ставят решение массачусетских физиков под вопрос. Ученые провели численное моделирование этой среды охлажденных атомов лития при помощи одного из мощнейших суперкомпьютеров, Титана, что установлен в Окридже, Теннеси. Данное моделирование показало, что фактически все феномены, наблюдавшиеся при исследовании «тяжелого солитона», можно объяснить механизмом формирования особых вихрей в среде. По мнению ученых, такие фазовые волны в среде атомов лития считаются квантовыми аналогами дымных колец либо кольцевых вихрей воды, но не настоящими солитонами.