Solitón

Ona solitària en un canal d'ona de laboratori

Archiu:Sech soliton.svg

Una envolvente de solitones en ones d'aigua. La llínea blava són les ones portadores, mentres que la llínea roja és la envolvente dels solitones.

Un solitón és una ona solitària que es propaga sense deformar-se en un mig no llineal. Es troba en fenomens físics com a solució a equacions diferencials no llinealés.

Història i aplicacions

El fenomen associat va ser descrit per primera volta per l'escocés John Scott Russell (1808-1882), qui ho va observar inicialment en la propagació d'una ona a lo llarc d'un canal d'aigua en 1834. Va seguir durant varis quilómetros una ona que no semblava debilitar-se remontant la corrent. Aixina sobre l'aigua, és sinònim de barra. Apareix en diversos rius en circumstàncies particulars. És famós en l'Amazones per les seues dimensions i duració.

L'us de solitones va ser propost en 1973 per Akira Hasegawa, dels laboratoris Bell de l'empresa AT&T, per a millorar el rendiment de les transmissions en les rets òptiques de telecomunicacions. En 1988 Linn Mollenauer i el seu equip varen transmetre solitones a més de 4.000 km usant l'efecte Raman (nom d'un científic indi que va descriure una forma d'amplificar les senyals en una fibra òptica).^{cita requerida} En 1991, també en els laboratoris Bell, un equip va transmetre solitones a més de 14 000 km utilisant amplificadors d'Erbi.

En 1998 Thierry Georges i el seu equip del centre d'investigació i desenroll de France Télécom varen combinar solitones de llongituts d'ona diferents per a realisar una transmissió a raó superior a 1 terabit per segon (1 000 000 000 000 bit/s). ^{cita requerida}

En 2001 els solitones varen trobar una aplicació pràctica en el primer equip de telecomunicacions, que els utilisava per a transport de tràfic real de senyals sobre una ret comercial.^{cita requerida}

Acetileno

Archiu:Trans-( CAPS 5 )n.svg

Una cadena infinita de poliacetileno, a una temperatura donada, contindrà un cert número de solitones.

És possible ilustrar el fenomen del solitón per mig del cas de la cadena del polímero poliacetileno. En el seu estat fonamental, una cadena de poliacetileno estarà en una alternança d'enllaços dobles i simples, com es mostra en la figura. No obstant, la successió de dos enllaços simples, deixant un electró desparejado en el carbono de l'esquerra, té un cost energètic molt baix, de manera que, llevat a temperatures molt baixes, sempre hi haurà una població apreciable d'estes excitació. Per mig d'una reorganisació electrònica i nuclear, és senzill traslladar estes excitació a lo llarc de la cadena. No obstant, per motius fonamentals, durant la seua propagació estes excitació no poden experimentar deformació ni mitigació, encara que sí es cancelen si en chocar dos d'ells és possible dissipar l'energia a atres subsistema. En atres paraules, estes excitació són solitones.