uniVersI/O



Tiedeviikko 35/10

Peregrinen solitoni

Tutkijat ovat viimein yli 25 vuoden päänraapimisen jälkeen onnistuneet demonstroimaan nk. Peregrinen solitonin laboratorio-olosuhteissa. Peregrinen solitoni on erikoistapaus solitonista, aallosta, joka etenee väliaineessa huomattavia etäisyyksiä vakionopeudella säilyttäen muotonsa. Peregrinen solitoni on hyvin suuri ja eristäytynyt ympäristöstään. Tutkijat arvelevat esimerkiksi valtavien hyökyaaltojen, jotka näyttävät ilmestyvän tyhjästä (tosin myrskyn aikaan, kts. Deadliest Catch -video alla) ja keikauttavat risteilyaluksien kokoisia laivoja kumoon, olevan malliesimerkki Peregrinen solitonista valtamerissä. Tähän mennessä ilmiö on pystytty selittämään teoreettisesti, jonka mukaan suuri aalto muodostuu useammista pienemmistä aalloista, mutta kokeellisesti sitä ei olla pystytty vielä todistamaan. Tehdäkseen keinotekoisen Peregrinen solitonin tutkijat lähettivät valokuitua pitkin epälineaarisia, sykkiviä valoaaltopaketteja, nk. hengittäjiä (breathers). Ajoittamalla hengittäjien koon ja etäisyyden toisistaan juuri oikein, tutkijat pystyivät yhdistämään ne yhdeksi suureksi aalloksi, Peregrinen solitoniksi. Tutkijat toivovat, että meteorologit pystyvät käyttämään tutkimuksen informaatiota hyväkseen ja ennustamaan tulevaisuudessa yllätyksellisiä hyökyaaltoja. Peregrinen solitonin ratkaisu ulottuu myös epälineaariseen matematiikkaan ja erityisesti se voi asettaa rajoituksia joukolle ratkaisuja kvanttimekaniikan epälineaarisessa Schrödingerin yhtälössä.

Tieteellinen artikkeli

Säieteoria sittenkin testattavissa?

Credits: XKCD

Säieteoria on 1960-luvulta lähtien toitotettu olevan ns. kaiken teoria, joka pystyisi selittämään kaiken olemassa olevan, mutta erityisesti sen meriitti on mikromaailmaa kuvaavan kvanttimekaniikan ja makromaailmaa kuvaavan yleisen suhteellisuusteorian yhdistäminen yhden teorian alle. Säieteoriassa pistemäiset hiukkaset on korvattu yksiulotteisilla suljetuilla tai avonaisilla säikeillä, jotka liikkuvat ja sykkivät eri tavoin antaen hiukkasille niiden havaitun massan, varauksen, spinin ja maun. Teoria on kuitenkin saanut kovaa kritiikkiä siitä, että se ei ole kokeellisesti tai havainnollisesti testattavissa. Tutkijat ovat nyt kuitenkin löytäneet tavan, jolla säieteorian toimivuutta voidaan testata. Tutkimusryhmä Lontoon Imperial Collegesta yllätyksekseen huomasi, että eräs säieteorian mustia aukkoja kuvaava ratkaisu vastasi myös kolmen kubitin välisen kvanttimekaanisen lomittumisen matemaattista kuvausta. Käyttäen hyväkseen kahta maailmankaikkeuden erikoisimmista ilmiöistä, mustia aukkoja ja kvanttilomittumista, tutkijat pystyivät laatimaan ennustuksen mitä tapahtuu, kun neljä kubittia ovat kvanttilomittuneita toistensa kanssa. Vaikka se onkin teknisesti erittäin vaikeaa, neljän kubitin kvanttilomittumisen mittaus on mahdollista suorittaa laboratoriossa ja näin ollen testata ennustuksen (ja säieteorian) paikkansapitävyyttä. Positiivinen tulos ei kuitenkaan vielä merkitse, että säieteoria olisi ”kaiken teoria”, mutta se olisi todiste, että säieteoria toimii ainakin jossain eikä se jäisi yli neljänkymmenen vuoden tutkimisen jälkeen matemaattiseksi kuriositeetiksi. Tutkijat eivät kuitenkaan pystyneet osoittamaan, että tutkimuksessa löydettyyn yhteyteen säieteorian ja kvanttilomittumisen välillä olisi joku järkevä syy. Se voi kertoa maailmankaikkeudesta jotain syvällistä tai sitten se voi olla vain sattuman kauppaa. Jää nähtäväksi.

Viikon video: Supernova 1987A

Hubble -avaruusteleskoopin ottama kuva-aikasarja 12 vuoden ajalta (1994-2006), jossa massiivisen tähden puhaltama kaasupilvi kirkastuu helminauhamaiseksi renkaaksi shokkiaallon, joka on syntynyt tähden myöhemmin räjähdettyä supernovana, kohdatessa pilven.

Mainokset

Trackbacks & Pingbacks

Kommentit

  1. * Jere says:

    Mainio kooste :)!
    Itse juutuin tutkimaan noita aaltoja lisää kun tuon videon katsoin. Kohtuu kiinnostava ilmiö.

    Päiväys: 7 years, 1 month ago


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: