โซลิตอน (อังกฤษ: soliton) ในทางคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ หมายถึง คลื่นเดี่ยว (solitary wave) ทรงสภาพ เกิดจากผลของความไม่เป็นเชิงเส้นของตัวกลาง โซลิตอนมีพบได้ในหลายปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ ในรูปคำตอบของสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยแบบไม่เป็นเชิงเส้น ประเภทหนึ่งซึ่งใช้แพร่หลายในการจำลองระบบกายภาพ จอห์น สก็อต รัสเซลเป็นบุคคลแรกที่สังเกตพบปรากฏการณ์คลื่นเดี่ยวนี้ ในคลองยูเนียน (Union Canal) และได้ทำการทดลองสร้างคลื่นชนิดนี้ในห้องทดลอง และตั้งชื่อเรียกคลื่นประเภทนี้ว่า "Wave of Translation" (อาจตีความเป็นชื่อไทยว่า คลื่นเคลื่อนตัว หรือ คลื่นย้ายตำแหน่ง)
ดราซิน (Drazin) และจอห์นสัน (Johnson) ในหนังสือของเขา ได้ให้คำจำกัดความของโซลิตอนอย่างง่าย โดยไม่ใช้สมการคณิตศาสตร์ว่า โซลิตอน คือคำตอบของสมการเชิงอนุพันธ์ไม่เป็นเชิงเส้น ซึ่ง
- เป็นตัวแทนของคลื่น ซึ่งมีสภาพคงตัว
- เป็นคลื่นเฉพาะที่ คือที่ระยะไกลขนาดของคลื่นจะลดหาย
- สามารถมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อโซลิตอนลูกอื่นอย่างรุนแรง แต่มีสภาพเหมือนเดิมขณะเคลื่อนที่จากกันหลังปะทะ โดยอาจมีเพียงการเปลี่ยนแปลงของเฟส (phase shift)เท่านั้น
ส่วนคำจำกัดความที่เป็นทางการกว่านี้จะอยู่ในรูปคณิตศาสตร์ นอกจากคำจำกัดความที่ให้ไว้ด้านบนแล้วก็ยังมีการใช้คำ โซลิตอนนี้กับปรากฏการณ์ที่ไม่เป็นไปตามคุณสมบัติทั้งสาม เช่น ใช้เรียก ก้อนแสง (light bullet) ในออพติกไม่เป็นเชิงเส้น ถึงแม้ว่าก้อนแสงนั้นจะมีการสูญเสียพลังงานหลังปฏิกิริยากับก้อนแสงอื่น
แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับโซลิตอนนั้นมีหลายแบบจำลอง ที่สำคัญได้แก่ สมการคอร์เทอเวก-เดอวรีส์ (en:Korteweg-de Vries equation), สมการเชรอดิงเงอร์ไม่เป็นเชิงเส้น (en:nonlinear Schrödinger equation), ชุดของสมการเชรอดิงเงอร์ไม่เป็นเชิงเส้นที่สัมพันธ์กัน และ สมการไซน์-กอร์ดอน (en:sine-Gordon equation)
คลื่นสวนกระแส (en:tidal bore) บางประเภทเช่น คลื่นที่เกิดในแม่น้ำเซเวิร์นนั้นเป็นคลื่นไม่สม่ำเสมอ โดยจะมีชุดของโซลิตอนวิ่งตามหลังหน้าคลื่น นอกจากนั้นแล้วโซลิตอนยังสามารถเกิดใต้น้ำ เรียก คลื่นภายใน หรือ อินเทอนอลเวฟ (en:internal wave) ซึ่งเกิดจากภูมิลักษณ์ (topography) ของก้นทะเล และเคลื่อนตัวไปตามชั้นน้ำคั่นอุณหภูมิ หรือ เทอร์โมไคลน์ (en:thermocline) นอกจากคลื่นน้ำแล้ว โซลิตอนยังอาจเกิดในชั้นบรรยากาศ ในรูป เมฆมอร์นิงกลอรี (Morning Glory Cloud) (หรืออาจเรียกเป็นชื่อไทยว่า เมฆอรุณรุ่งโรจน์) ที่ อ่าวคาร์เพนทาเรีย (en:Gulf of Carpentaria) โดยที่โซลิตอนของความกดอากาศ เดินทางอยู่ในชั้นบรรยากาศกลับอุณหภูมิ (en:temperature inversion) ก่อให้เกิดเป็นเมฆม้วน (en:roll cloud) ที่เป็นเชิงเส้น
ในปี ค.ศ. 1965 ซาบูสกี แห่งศูนย์วิจัยเบล และ ครัสคาล แห่งมหาวิทยาลัยปรินซ์ตัน ได้แสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมของโซลิตอนในตัวกลางตามสมการคอร์เทอเวก-เดอวรีส์ (ย่อว่า สมการKdV) โดยใช้วิธีการคำนวณผลต่างอันตะ (finite difference)
ในปี ค.ศ. 1967 การ์ดเนอร์, กรีน, ครัสคาล, และ มิอุระ ได้ค้นพบวิธีการแปลงกลับการกระจาย (inverse scattering transform) ช่วยในการหาคำตอบเชิงวิเคราะห์ของสมการ KdV ซึ่งต่อมา ปีเตอร์ แลกซ์ (en:Peter Lax) ได้พัฒนาวิธีการนี้เพื่อหาคำตอบของระบบกำเนิดโซลิตอนต่างๆ อีกหลายระบบ
ในปี ค.ศ. 1973 อะกิระ ฮาเซกาวะ แห่งศูนย์วิจัยเบล ของ AT&T เป็นผู้ค้นพบการเกิดโซลิตอนในเส้นใยนำแสง จากการสมดุลของปรากฏการณ์มอดูเลตเฟสในตัวเอง (en:self-phase modulation) และ การกระจายแบบไม่ปกติ (anomalous dispersion) เขาได้นำเสนอแนวคิดในการใช้หลักการสื่อสารในเส้นใยนำแสงด้วยโซลิตอนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรับส่งข้อมูล
ในปี ค.ศ. 1988 ลินน์ โมเลนนอเออร์ และ ทีมงาน ได้ทำการส่งลูกคลื่นโซลิตอนในเส้นใยนำแสงเป็นระยะทางมากกว่า 4,000 กิโลเมตร โดยใช้หลักของปรากฏการณ์เรียกว่า ผลของรามัน (en:Raman effect) ซึ่งตั้งชื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ ชาวอินเดีย ชื่อ รามัน (Sir C. V. Raman) เพื่อสร้างอัตราขยายทางแสง (en:optical gain) ในเส้นใยนำแสง
ในปี ค.ศ. 1991 ทีมงานแห่งศูนย์วิจัยเบล ได้ทำการส่งโซลิตอนเป็นระยะทางมากกว่า 14,000 กิโลเมตร ที่อัตรา 2.5 จิกะบิต โดยไม่มีความผิดพลาด ด้วยการใช้ อุปกรณ์ขยายเส้นใยนำแสงเจือสารเออร์เบียม (EDFA- Erbium-doped fiber amplifier)
ในปี ค.ศ. 1998 เทียรี จอร์จ และทีมงานของเขา ที่ศูนย์วิจัยและออกแบบสื่อสารฝรั่งเศส (France Télécom R&D Center) ได้ทำการส่งข้อมูล 1 เทอราบิตต่อวินาที (1,000,000,000,000 บิตต่อวินาที) ด้วยการส่งโซลิตอนของแสงที่หลายความยาวคลื่นผสมกัน (wavelength division multiplexing)
ในปี ค.ศ. 2001 มีการใช้งานจริงของโซลิตอนในทางปฏิบัติเกิดขึ้น คือ บริษัทอัลเกตีเทเลคอม (Algety Telecom) ได้ทำการวางระบบสื่อสารใต้น้ำในยุโรป โดยการส่งข้อมูลสื่อสารในรูปของโซลิตอน
อ้างอิง - P. G. Drazin and R. S. Johnson (1989). Solitons: an introduction. Cambridge University Press.
ดูเพิ่ม - คลื่นยักษ์
- en:Soliton (topological)
- en:Topological quantum number
โซล, ตอน, บทความน, งต, องการเพ, มแหล, งอ, างอ, งเพ, อพ, จน, ความถ, กต, อง, ณสามารถพ, ฒนาบทความน, ได, โดยเพ, มแหล, งอ, างอ, งตามสมควร, เน, อหาท, ขาดแหล, งอ, างอ, งอาจถ, กลบออกล, งก, ามภาษา, ในบทความน, ไว, ให, านและผ, วมแก, ไขบทความศ, กษาเพ, มเต, มโดยสะดวก, เน, . bthkhwamniyngtxngkarephimaehlngxangxingephuxphisucnkhwamthuktxng khunsamarthphthnabthkhwamniidodyephimaehlngxangxingtamsmkhwr enuxhathikhadaehlngxangxingxacthuklbxxklingkkhamphasa inbthkhwamni miiwihphuxanaelaphurwmaekikhbthkhwamsuksaephimetimodysadwk enuxngcakwikiphiediyphasaithyyngimmibthkhwamdngklaw krann khwrribsrangepnbthkhwamodyerwthisudoslitxn xngkvs soliton inthangkhnitsastraelafisiks hmaythung khlunediyw solitary wave thrngsphaph ekidcakphlkhxngkhwamimepnechingesnkhxngtwklang oslitxnmiphbidinhlaypraktkarnthangfisiks inrupkhatxbkhxngsmkarechingxnuphnthyxyaebbimepnechingesn praephthhnungsungichaephrhlayinkarcalxngrabbkayphaph cxhn skxt rseslepnbukhkhlaerkthisngektphbpraktkarnkhlunediywni inkhlxngyueniyn Union Canal aelaidthakarthdlxngsrangkhlunchnidniinhxngthdlxng aelatngchuxeriykkhlunpraephthniwa Wave of Translation xactikhwamepnchuxithywa khlunekhluxntw hrux khlunyaytaaehnng drasin Drazin aelacxhnsn Johnson inhnngsuxkhxngekha 1 idihkhacakdkhwamkhxngoslitxnxyangngay odyimichsmkarkhnitsastrwa oslitxn khuxkhatxbkhxngsmkarechingxnuphnthimepnechingesn sung epntwaethnkhxngkhlun sungmisphaphkhngtw epnkhlunechphaathi khuxthirayaiklkhnadkhxngkhluncaldhay samarthmiptikiriyatxbsnxngtxoslitxnlukxunxyangrunaerng aetmisphaphehmuxnedimkhnaekhluxnthicakknhlngpatha odyxacmiephiyngkarepliynaeplngkhxngefs phase shift ethannswnkhacakdkhwamthiepnthangkarkwanicaxyuinrupkhnitsastr nxkcakkhacakdkhwamthiihiwdanbnaelwkyngmikarichkha oslitxnnikbpraktkarnthiimepniptamkhunsmbtithngsam echn icheriyk kxnaesng light bullet inxxphtikimepnechingesn thungaemwakxnaesngnncamikarsuyesiyphlngnganhlngptikiriyakbkxnaesngxunaebbcalxngthangkhnitsastrsahrboslitxnnnmihlayaebbcalxng thisakhyidaek smkarkhxrethxewk edxwris en Korteweg de Vries equation smkarechrxdingengxrimepnechingesn en nonlinear Schrodinger equation chudkhxngsmkarechrxdingengxrimepnechingesnthismphnthkn aela smkarisn kxrdxn en sine Gordon equation khlunswnkraaes en tidal bore bangpraephthechn khlunthiekidinaemnaesewirnnnepnkhlunimsmaesmx odycamichudkhxngoslitxnwingtamhlnghnakhlun nxkcaknnaelwoslitxnyngsamarthekiditna eriyk khlunphayin hrux xinethxnxlewf en internal wave sungekidcakphumilksn topography khxngknthael aelaekhluxntwiptamchnnakhnxunhphumi hrux ethxromikhln en thermocline nxkcakkhlunnaaelw oslitxnyngxacekidinchnbrryakas inrup emkhmxrningklxri Morning Glory Cloud hruxxaceriykepnchuxithywa emkhxrunrungorcn thi xawkharephnthaeriy en Gulf of Carpentaria odythioslitxnkhxngkhwamkdxakas edinthangxyuinchnbrryakasklbxunhphumi en temperature inversion kxihekidepnemkhmwn en roll cloud thiepnechingesninpi kh s 1965 sabuski aehngsunywicyebl aela khrskhal aehngmhawithyalyprinstn idaesdngihehnthungphvtikrrmkhxngoslitxnintwklangtamsmkarkhxrethxewk edxwris yxwa smkarKdV odyichwithikarkhanwnphltangxnta finite difference inpi kh s 1967 kardenxr krin khrskhal aela mixura idkhnphbwithikaraeplngklbkarkracay inverse scattering transform chwyinkarhakhatxbechingwiekhraahkhxngsmkar KdV sungtxma pietxr aelks en Peter Lax idphthnawithikarniephuxhakhatxbkhxngrabbkaenidoslitxntang xikhlayrabbinpi kh s 1973 xakira haeskawa aehngsunywicyebl khxng AT amp T epnphukhnphbkarekidoslitxninesniynaaesng cakkarsmdulkhxngpraktkarnmxdueltefsintwexng en self phase modulation aela karkracayaebbimpkti anomalous dispersion ekhaidnaesnxaenwkhidinkarichhlkkarsuxsarinesniynaaesngdwyoslitxnephuxephimprasiththiphaphinkarrbsngkhxmulinpi kh s 1988 linn omelnnxexxr aela thimngan idthakarsnglukkhlunoslitxninesniynaaesngepnrayathangmakkwa 4 000 kiolemtr odyichhlkkhxngpraktkarneriykwa phlkhxngramn en Raman effect sungtngchuxepnekiyrtiaeknkwithyasastr chawxinediy chux ramn Sir C V Raman ephuxsrangxtrakhyaythangaesng en optical gain inesniynaaesnginpi kh s 1991 thimnganaehngsunywicyebl idthakarsngoslitxnepnrayathangmakkwa 14 000 kiolemtr thixtra 2 5 cikabit odyimmikhwamphidphlad dwykarich xupkrnkhyayesniynaaesngecuxsarexxrebiym EDFA Erbium doped fiber amplifier inpi kh s 1998 ethiyri cxrc aelathimngankhxngekha thisunywicyaelaxxkaebbsuxsarfrngess France Telecom R amp D Center idthakarsngkhxmul 1 ethxrabittxwinathi 1 000 000 000 000 bittxwinathi dwykarsngoslitxnkhxngaesngthihlaykhwamyawkhlunphsmkn wavelength division multiplexing inpi kh s 2001 mikarichngancringkhxngoslitxninthangptibtiekidkhun khux bristhxlektiethelkhxm Algety Telecom idthakarwangrabbsuxsaritnainyuorp odykarsngkhxmulsuxsarinrupkhxngoslitxnxangxing aekikh P G Drazin and R S Johnson 1989 Solitons an introduction Cambridge University Press duephim aekikhkhlunyks en Soliton topological en Topological quantum numberekhathungcak https th wikipedia org w index php title oslitxn amp oldid 6513557, wikipedia, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด,
บทความ
, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม