Солитонный газ

Солитоны представляют собой устойчивые образования в среде, движущиеся почти без изменения формы. Внешне это выглядит как волна на ровном или почти ровном месте, которая бежит по поверхности, не рассыпаясь и не сглаживаясь. Да, цунами — это оно самое. Но подобные объекты, их еще называют «уединенные волны», встречаются в самых разных ситуациях, например в плазме. И эти солитоны могут вести себя как частицы — отражаться от преград, сталкиваться друг с другом. Систему из многих солитонов можно представить себе как «газ», состоящий из таких частиц.
В 1971 году В.Е.Захаров (ФИАН, ИТФ РАН и НГУ) получил кинетическое уравнение для «газа» из взаимодействующих солитонов. Николас Мордант (Университет Гренобль Альпы, Франция) и его коллеги выполнили экспериментальное исследование одномерного «газа» солитонов в воде, то есть уединенных волн на поверхности. Возбуждаемая в бассейне длиной 34 метра синусоидальная волна распадалась на солитоны, то есть отдельные волночки. Они отражались от стенок и сталкивались друг с другом, этот «газ» наблюдался с помощью видеокамер. Стационарное состояние солитонного газа хорошо соответствовало теоретическим расчетам и результатам численного моделирования, выполненного ранее исследователями из ИПФ РАН и Нижегородского государственного технического университета Е.Н.Пелиновским и А.В.Сергеевой. Исследование солитонного «газа» в воде является шагом к пониманию свойств такого газа в плазме и в нелинейной оптике.

(УФН, 2019, т. 189, с. 720)