このブリーザー擬似球面は、非線形波動方程式の解に対応する。 擬球状のブリーザー表面 物理学において、ブリーザーとは、エネルギーが局所的かつ振動的に集中する 非線形 波動 のことである。これは、微小 振幅 に対応する線形システムから導かれる予測とは矛盾する。線形システムでは、初期に局所化されたエネルギーが均一に分布する傾向がある。離散ブリーザーとは、非線形 格子 上のブリーザー解のことである。
ブリーザーという用語は、ほとんどのブリーザーが空間的に局在し、時間的に振動するという特徴に由来しており、これは生物の呼吸に似ています。 [ 1 ] これは反対の状況にも当てはまります。空間的に振動し、時間的に局在している 場合もブリーザーと呼ばれます。
呼吸器ソリューションの例
サイン・ゴルドン方程式 サイン・ゴルドン方程式 は非線形分散偏微分方程式である。
∂ 2 u ∂ t 2 − ∂ 2 u ∂ x 2 + 罪 u = 0 、 {\displaystyle {\frac {\partial ^{2}u}{\partial t^{2}}}-{\frac {\partial ^{2}u}{\partial x^{2}}}+\sin u=0,} 場u は 空間座標x と時間t の関数である。
逆散乱変換 を用いて得られた正確な解は次のとおりです。[ 1 ]
u = 4 アークタン ( 1 − ω 2 コス ( ω t ) ω コッシュ ( 1 − ω 2 x ) ) 、 {\displaystyle u=4\arctan \left({\frac {{\sqrt {1-\omega ^{2}}}\;\cos(\omega t)}{\omega \;\cosh({\sqrt {1-\omega ^{2}}}\;x)}}\right),} これは、ω < 1 の場合、時間t に対して周期的であり、x = 0 から離れるにつれて指数関数的に減衰します 。
非線形シュレディンガー方程式集束非線形シュレディンガー方程式 [ 5 ] は、分散偏微分方程式である。
私 ∂ u ∂ t + ∂ 2 u ∂ x 2 + | u | 2 u = 0 、 {\displaystyle i\,{\frac {\partial u}{\partial t}}+{\frac {\partial ^{2}u}{\partial x^{2}}}+|u|^{2}u=0,} ここで、u は x とt の関数である複素 場である。また、i は 虚数単位 を表す。
ブリーザーソリューションの1つ(クズネツォフ・マブリーザー)は[ 2 ]
u = ( 2 b 2 コッシュ ( θ ) + 2 私 b 2 − b 2 シン ( θ ) 2 コッシュ ( θ ) − 2 2 − b 2 コス ( 1 b x ) − 1 ) 1 e 私 1 2 t {\displaystyle u=\left({\frac {2b^{2}\cosh(\theta )+2ib{\sqrt {2-b^{2}}}\sinh(\theta )}{2\cosh(\theta )-{\sqrt {2}}{\sqrt {2-b^{2}}}\cos(abx)}}-1\right)a\,e^{ia^{2}t}} と
θ = 1 2 b 2 − b 2 t 、 {\displaystyle \theta =a^{2}\,b\,{\sqrt {2-b^{2}}}\;t,} これにより、空間xで周期的に変動し、焦点時間 t = 0から離れるにつれて均一値aに近づくブリーザーが得られます。これらのブリーザーは、 変調 パラメータbの値が √ 2 未満の場合に存在することに注意してください。ブリーザー解の極限ケースはペレグリンソリトン であることに注意してください。[ 6 ]
参考文献と注釈 1 2 3 M. J. Ablowitz; DJ Kaup; AC Newell; H. Segur (1973). "サイン・ゴルドン方程式を解く方法". Physical Review Letters . 30 (25): 1262–1264 . Bibcode : 1973PhRvL..30.1262A . doi : 10.1103/PhysRevLett.30.1262 . 1 2 N. N. Akhmediev; VM Eleonskiǐ; NE Kulagin (1987). "非線形シュレディンガー方程式の一次厳密解". Theoretical and Mathematical Physics . 72 (2): 809– 818. Bibcode : 1987TMP....72..809A . doi : 10.1007/BF01017105 . S2CID 18571794 . Teoreticheskaya i Matematicheskaya Fizika 72(2): 183–196、1987 年 8 月より翻訳。↑ NN Akhmediev; A. Ankiewicz (1997). Solitons, non-linear pulses and beams . Springer. ISBN 978-0-412-75450-0 。↑ Miroshnichenko A、Vasiliev A、Dmitriev S.ソリトンとソリトンの衝突 。 ↑ 集束型非線形シュレディンガー方程式は、 ∂ 2 u/ ∂ x 2 に比例する分散項と同じ符号(数学的) の非線形性パラメータκ を持ち、ソリトン 解を持ちます。非集束型非線形シュレディンガー方程式 では、非線形性パラメータは逆符号になります。 ↑ Kibler, B.; Fatome, J.; Finot, C.; Millot, G.; Dias, F.; Genty, G.; Akhmediev, N.; Dudley, JM (2010). "非線形ファイバーオプティクスにおけるペレグリンソリトン" . Nature Physics . 6 (10): 790. Bibcode : 2010NatPh...6..790K . doi : 10.1038/nphys1740 .