Осциллон - Oscillon

В физика, осциллон это солитон -подобное явление, возникающее в зернистых и других диссипативный средства массовой информации. Осциллоны в гранулированной среде возникают в результате вертикальной вибрации пластины, на которой свободно размещается слой однородных частиц. Когда синусоидальный колебания имеют правильную амплитуду и частоту, а слой достаточной толщины, локализованная волна, называемая осциллоном, может быть сформирована путем локального возмущения частиц. Этот метастабильный состояние будет сохраняться долгое время (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, к кратеру, подобному углублению с небольшим ободком. Это самоподдерживающееся состояние было названо по аналогии с солитон, который представляет собой локализованную волну, сохраняющую целостность при движении. В то время как солитоны возникают как бегущие волны в жидкости или как электромагнитные волны в волновод осциллоны могут быть стационарными.

Осциллоны противоположной фазы будут притягиваться на короткие расстояния и образовывать «связанные» пары. Осциллоны одинаковой фазы отталкиваются. Было замечено, что осциллоны образуют «молекулы» подобные структуры и длинные цепочки. Для сравнения, солитоны не образуют связанных состояний.

Обнаружены устойчивые взаимодействующие локализованные волны с субгармоническим откликом, названные осциллонами на Техасский университет в Остине. Ранее сообщалось об уединенных всплесках в квазидвумерном зернистом слое в Парижском университете, но эти переходные процессы были нестабильными, и не сообщалось о связывающем взаимодействии или субгармоническом отклике.^{[нужна цитата ]}

Причина этого явления в настоящее время обсуждается; наиболее вероятная связь с математическим теория хаоса и может дать представление о том, как узоры в форме песка.

Экспериментальная процедура аналогична той, что использовалась для формирования Фигуры Хладни песка на виброплит. Исследователи поняли, что эти цифры больше говорят о колебательных режимах пластины, чем о реакции 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 образуют локализованную вибрирующую структуру при возмущении, которая длилась бесконечно.

Осциллоны также экспериментально наблюдались в тонких параметрически колеблющихся слоях вязкой жидкости и коллоидных суспензий. Осциллоны были связаны с Волны Фарадея потому что они требуют аналогичных условий резонанса.

Нелинейные электростатические колебания на границе плазмы также могут возникать в виде осциллонов. Это было обнаружено в 1989 году.

Смотрите также

• Киматика

Рекомендации

• Э. Клеман; Л. Ванель; Дж. Райхенбах; Дж. Дюран (1996). «Формирование узора в вибрирующем зернистом слое». Физический обзор E. 53 (3): 2972–2975. Bibcode:1996PhRvE..53.2972C. Дои:10.1103 / PhysRevE.53.2972. PMID  9964589.
• Пол Б. Умбанховар, Франсиско Мело и Гарри Л. Суинни (1996). «Локализованные возбуждения в вертикально колеблющемся зернистом слое». Природа. 382 (29 августа 1996 г.): 793–796. Bibcode:1996Натура.382..793U. Дои:10.1038 / 382793a0.
• О. Любашевский; Ю. Хамиэль; А. Агнон; З. Речес и Дж. Файнберг (1999). «Осциллоны и распространяющиеся уединенные волны в вертикально вибрирующей коллоидной суспензии». Письма с физическими проверками. 83 (16): 3190–3193. Bibcode:1999ПхРвЛ..83.3190Л. Дои:10.1103 / PhysRevLett.83.3190.
• Х. Арбелл и Дж. Файнберг (2000). «Временные гармонические осциллоны в ньютоновских жидкостях». Письма с физическими проверками. 85 (4): 756–759. Bibcode:2000ПхРвЛ..85..756А. Дои:10.1103 / PhysRevLett.85.756. PMID  10991391.
• Л. Стенфло и М. Ю. Ю (1996). «Происхождение осциллонов». Природа. 384 (21 ноября 1996 г.): 224. Bibcode:1996Натура.384..224S. Дои:10.1038 / 384224a0.

дальнейшее чтение

• Филип Болл (1999), Самодельный гобелен: формирование узора в природе, Oxford University Press.