Российские ученые предложили элегантное математическое решение для прогнозирования экстремальных волн, угрожающих судоходству и связи.
Внезапные гигантские волны, способные потопить даже крупное судно, долгое время оставались загадкой для науки. Сегодня исследователи из Института теоретической физики РАН вместе с международными коллегами приблизились к разгадке этого феномена.
Центральным элементом исследования стало нелинейное уравнение Шредингера – инструмент, описывающий поведение сложных систем, где результат не равен простой сумме воздействий. Именно такие процессы, как полагают авторы работы, лежат в основе формирования «волн-убийц» и аналогичных аномалий в оптике и электронике.
«Представьте коробку передач: чтобы понять ее логику, не обязательно изучать каждую деталь. Достаточно знать базовый закон: чем больше сила, тем меньше скорость, и наоборот», – комментирует один из участников проекта Петр Гриневич.
В лабораторных условиях роль «коробки передач» выполнил нелинейный оптический кристалл, меняющий свойства под действием света. Наблюдения показали удивительный эффект: система время от времени самопроизвольно возвращалась в исходное состояние – своеобразное «математическое дежавю», опровергающее представление о полной хаотичности таких процессов.
На этой основе российские математики разработали лаконичный набор формул для точного моделирования нелинейных систем. Полученный инструмент универсален: его можно применять для прогноза океанских волн, стабилизации оптоволоконной связи и даже в фундаментальной физике, например, при исследовании конденсата Бозе-Эйнштейна, пишет РИА Новости.
Практическая ценность открытия очевидна: моряки могут получить заблаговременные предупреждения об опасности, а инженеры – новые методы защиты телекоммуникационных сетей. Теоретическая работа, начавшаяся с уравнений, обретает реальное прикладное значение для безопасности и технологий.
Напомним, ранее мы рассказали, что таяние Антарктического полуострова может угрожать пингвинам и китам.