Солітони – хвилі, що зберігають інформацію

Чим ширше і глибше стають знання людства про навколишній світ, тим яскравіше виділяються острівці непізнаного. Саме такими є солітони – незвичайні об’єкти фізичного світу.

Де народжуються солітони

Сам термін солітони перекладається як відокремлена хвиля. Вони дійсно народжуються з хвиль і успадковують їх деякі властивості. Однак в процесі поширення та зіткнення проявляють властивості частинок. Тому назва цих об’єктів взято за співзвучністю із загальновідомими поняттями електрон, фотон, які володіють подібною подвійністю.

Вперше таку відокремлену хвилю спостерігали на одному з Лондонських каналів в 1834 році. Вона виникла попереду рухається баржі і продовжувала своє стрімке рух після зупинки судна, зберігаючи свою форму і енергію тривалий час.

Іноді такі хвилі, що з’являються на поверхні води, досягають 25-метрової висоти. Народжуючись на поверхні океанів, вони стають причиною пошкодження і загибель морських суден. Такий гігантський морський вал, який досягає берега, викидає на нього величезні маси води, приносячи колосальні руйнування. Повертаючись в океан, він забирає тисячі життів, споруди і різні предмети.

Хвиля – це теж солітон.

Ця картина руйнувань властива цунамі. Вивчаючи причини їх виникнення, вчені прийшли до висновку, що більшість з них дійсно мало Солітони походження. Цунамі-солітони могли народжуватися в відкритому океані і в спокійну, тиху погоду. Т. е. Вони породжувалися зовсім не землетрусами або іншими природними катаклізмами.

Математики створили теорію, яка дозволила прогнозувати умови їх виникнення в різних середовищах. Фізики відтворили ці умови в лабораторії і виявили солітони:

в кристалах;
короткохвильовому лазерному випромінюванні;
волоконних световодах;
інших галактиках;
нервовій системі живих організмів;
і в атмосферах планет. Це дозволило припустити, що Велика Червона Пляма на поверхні Юпітера теж має Солітони походження.
Дивовижні властивості і ознаки солитонов

Солітони володіють кількома особливостями, що відрізняють їх від звичайних хвиль:

вони поширюються на величезні відстані, практично не змінюючи своїх параметрів (амплітуду, частоту, швидкість, енергію);
Солітони хвилі проходять один через одного без спотворення, як якщо б стикалися частки, а не хвилі;
чим вище «горб» солітону, тим більше його швидкість;
ці незвичайні освіти здатні запам’ятовувати інформацію про характер впливу на них.
Виникає питання, як звичайні молекули, які не мають необхідних структур і систем, можуть запам’ятовувати інформацію? При цьому параметри їх пам’яті перевершують кращі сучасні комп’ютери.
Солітони хвилі зароджуються і в молекулах ДНК, які здатні зберігати інформацію про організм протягом усього життя! За допомогою надчутливих приладів вдалося простежити шлях солитонов у всьому ланцюжку ДНК. Виявляється, хвиля зчитує зберігається на її шляху інформацію, подібно до того, як людина читає відкриту книгу, проте точність хвильового сканування багаторазово більше.

Дослідження були продовжені в російській академії наук. Вчені провели незвичайний експеримент, результати якого були вельми несподіваними. Дослідники впливали на солітони людською мовою. Виявилося, що записана на спеціальний носій словесна інформація буквально оживляла солітони.

Яскравим підтвердженням цьому були дослідження, проведені з зернами пшениці, попередньо опромінених жахливої ​​дозою радіоактивності. При такому впливі ланцюжка ДНК руйнуються, і насіння втрачають свою життєздатність. Направляючи солітони, «що запам’яталися» людську мову, на «мертві» зерна пшениці, вдалося відновити їх життєздатність, тобто вони дали паростки. Дослідження, проведені під мікроскопом, показали повне відновлення ланцюжків ДНК, зруйнованих радіацією.

перспективи застосування

Прояви солитонов надзвичайно різноманітні. Тому передбачити всі перспективи їх застосування досить складно.

Але вже зараз очевидно, що на базі цих систем вдасться створити більш потужні лазери і підсилювачі, використовувати їх у сфері телекомунікації для передачі енергії та інформації, застосовувати в спектроскопії.

Реферат про солітони.

При передачі інформації по звичайних волоконних світловодів через кожні 80-100 км потрібне посилення сигналу. Використання оптичних солітонів дозволяє збільшити дальність передачі сигналу без спотворення форми імпульсів до 5-6 тисяч кілометрів.

Але звідки береться енергія для підтримки таких потужних сигналів на таких величезних відстанях залишається загадкою. Пошуки відповіді на це питання ще попереду.

Посилання на основну публікацію