מדענים חוזים: קיים גל בלתי מוכר ו"אל-מותי"
גלים בודדים שמגיעים למרחקים ארוכים בלי לאבד את צורתם או לגווע נקראים סוליטונים. כעת, משערים תיאורטיקנים כי קיים סוג נוסף של סוליטונים עוד יותר מיוחדים - שלא גוועים גם בהתקרבם למהירות הקול
תיאורטיקאים מהמכון לחקר קוונטים (JQI), בשיתוף פעולה עם המכון הלאומי לסטנדרטים וטכנולוגיה (NIST), אוניברסיטת מרילנד, ומדענים הודים, מאמינים שאולי ישנו סוג נוסף של סוליטונים שהם אף יותר מיוחדים מאלו המוכרים לנו. את הסוליטונים שקיומם שוער כעת, מצפים למצוא בגזים אולטרה-קרים מסוימים. אם יימצאו, הם יספקו גם תובנה מעמיקה בנוגע למערכות פיסיקליות שונות, לרבות זו של היקום הקדום.
קישור למאמר
סוליטונים הם גלים בודדים שמגיעים למרחקים ארוכים בלי לאבד את צורתם או לגווע. הם יכולים להיווצר בכל מקום. ב-1830, מדען סקוטי בשם ג'ון סקוט ראסל גילה אותם לראשונה כאשר הוא רכב לאורך תעלה צרה, שם הוא ראה גל ששומר על צורתו על פני מרחק גדול, במקום לגווע ולהיעלם. התופעה ה-"סינגולרית ויפה", כפי שראסל תיאר אותה, נצפתה מאז, נוצרה ונוצלה במערכות רבות, כולל בגלי אור בסיבי טלקומוניקציה אופטיים, בגלים ויבראציונים שעוברים דרך גבישים אטומיים, ואפילו בגלים הנוצרים מעיבוי בוז-איינשטיין (BEC), מצב אולטרה-קר של החומר.
עוד ב"הידען": מקור אקזוטי לקרינה הקוסמית: מיני חורים שחורים
אטומים בעיבוי בוז-איינשטיין יכולים להצטופף ביחד וליצור גל יחיד גדול שעובר דרך הגז. בנוסף, גלים אטומיים בעיבוי בוז-איינשטיין יכולים להתפצל ולבצע התאבכות בונה זה עם זה, או התאבכות הורסת. בבוז-איינשטיין עם אינטראקציות חלשות בין האטומים, נוצרים "סוליטונים-אפלים", גלים ארוכי-טווח שמיצגים את החסרים של האטומים שמתפזרים בתוך הגז, וסוליטונים "מאירים" (כאלה שבאמת נושאים חומר).
באמצעות שיטה תיאורטית חדשה בעבודתם של החוקרים, הם חוזים סוליטון מסוג שלישי, אף יותר אקזוטי ו”אל-מותי”, שעוד לא נצפה מעולם במערכת פיסיקאלית. הסוליטון החדש יכול להתרחש בעיבוי בוז-איישנטיין שנוצר על ידי "בוזונים קשיחים" - אטומים שדוחים זה את זה בחוזקה, המאורגנים במבנה דמוי קרטון ביצים שמכונה גם "סריג אופטי".
עוד ב"הידען": אטמוספירת כדור הארץ הגיעה מהחלל החיצון
ב-1990, אחת ממחברי המחקר, רדהה בלאקרישנאן מהמכון למדע מתמטי בהודו, כתבה תיאור מתמטי של הסוליטונים החדשים הללו, בהקשר של התנהגות עיבוי בוז-איינשטיין בגז אטומים בעל אינטראקציות חזקות. באמצעות תצפיות על עיבוי בוז-איינשטיין, המדענים הבינו לאחרונה שמשוואותיה של בלאקרישנאן מציגות תיאור כמעט מושלם של העיבוי באטומים בעלי אינטראקציה חזקה, ובנוסף הם גילו שסוג הסוליטונים המיוחד הזה באמת קיים. בעוד שכל הסוליטונים המוכרים עד היום גוועים כאשר מהירותם מתקרבת למהירות הקול, סוליטון זה שורד, ושומר על האמפליטודה שלו גם במהירויות הקול.
אם מדענים יגלו דרך ליצור סוליטון "אל-מותי" כזה, הדבר יכול לספק חלון הזדמנויות חדש לחקירת התנהגותן של מערכות קוונטיות בעלות אינטראקציות חזקות. בין היתר, מערכות אלו יכולות להיות על-מוליכים בטמפרטורה גבוהה ומגנטים. כאשר אטומים מתקררים למצב של בוז-איינשטיין הם מיצגים שלב מעבר (כמו שלב מעבר פאזה בין קרח למים), הסוליטונים החדשים יכולים גם לשרת ככלי חשוב להבנה טובה יותר של מעברי פאזה, ובין היתר גם כאלו שלקחו חלק ביקום הקדום, בזמן ההתרחבות וההתקררות.
לפנייה לכתב/ת 
