af Stephen Battersby
en solitonbølge rejser mod kysten af en ø (billede: Robert i Odom/University of Copenhagen) i 1995 reproducerede forskere solitonbølgen, der først blev opdaget af John Scott Russell i 1834 i Union Canal (billede: Matematik, Aarhus Universitet) 
reklame
en solitonbølge blev observeret den 30. marts 2002 af tre klynge rumfartøjer – Salsa (rød), Rumba (grøn) og Tango (blå) (Illustration: Raoul Trines / Rutherford Appleton Lab)
en usædvanlig elektrisk forstyrrelse er blevet set i rummet, der bevæger sig uændret gennem den ioniserede gas, der omgiver jorden. En europæisk rummission kaldet klynge opdagede en” soliton ” -bølge, et fænomen svarende til de selvstændige solitoner, der kan bevæge sig langs optiske fibre og vandkanaler på jorden. Dette er den første kendte soliton i rummet.
bølgen registreret som en ændring i de elektriske felter målt af de fire rumfartøjer i Klyngemissionen. De kredser om Jorden og overvåger nærliggende partikler og felter, især inden for magnetosfæren, det område, hvor Jordens magnetfelt er den dominerende kraft.
ifølge en analyse af Klyngedata fra 2002 startede solitonbølgen omkring 50.000 kilometer fra jorden og rejste mod planeten med omkring 8 kilometer i sekundet. Forfatterne mener, at det blev genereret af turbulens i magnetopausen, kanten af magnetosfæren.
så i en nøddeskal, hvad er en soliton?
en soliton er en enkelt, veldefineret bølge, der kan rejse i lang afstand med samme form. I vand kan for eksempel en soliton formes som en pukkel eller et knæk, hvor vandniveauet pludselig stiger eller falder.
Hvordan er det anderledes end en almindelig bølge?
en lokaliseret pukkelformet bølge vil normalt sprede sig og falde; en soliton er den rigtige form for at undgå at gøre det.
en bølgende bølge af en enkelt, ren bølgelængde kan også rejse uforanderligt, men de fleste virkelige bølger er mere komplicerede end det. En isoleret, pukkelformet bølge omgivet af fladt vand består for eksempel faktisk af komponenter med mange bølgelængder. I vand bevæger de længere bølgelængder sig normalt hurtigere end de kortere bølgelængder, så de snart kommer ud af trin, og den indledende bølge spreder sig.
bølgens form betyder dog også noget. I en soliton er formen nøjagtigt indstillet til at bremse de utålmodige længere bølgelængder og fremskynde de svage kortere bølgelængder, så de forbliver i nøjagtigt trin.
(eller i geek speak er Fourier-nedbrydningen af en soliton sådan, at lineær dispersion afbalanceres af ikke-lineære effekter.)
Hvornår blev de opdaget?
i August 1834 af John Scott Russell. Da han kørte ved siden af Union Canal nær Edinburgh, Skotland, bemærkede han en mærkelig bølge, der opbyggede sig ved en båds bue (rul ned for billede). Efter at båden stoppede, bølgen rejste videre,”antager form af en stor ensom højde, en afrundet, glat og veldefineret bunke vand, som fortsatte sin kurs langs kanalen tilsyneladende uden ændring af form eller formindskelse af hastighed”.
hvor ellers forekommer solitoner?
i optiske fibre kan solitoner rejse tusinder af kilometer og kan bruges til at bære information. De kan have en vis grundlæggende betydning i partikelfysik.
der er også solitonbølger i havet og atmosfæren, inden for magneter og superkølede enheder kaldet Josephson-kryds, og nu tilsyneladende inden for det ioniserede plasma i rummet.