孤粒子是何玩意儿?

孤粒子是何玩意儿?

什么叫“孤粒子”?

话还得从19世纪说起。1845年,英国科学家罗索在一份报告中,曾作过下述描写:“我观察到一次船的运动,这条船被两匹马拉着,沿着一条狭窄的运河迅速前进。突然间,船停了下来,而被船带动的水并不如此,它们积聚在船头,激烈地扰动着,然后,突然形成一个圆形平滑的、轮廓十分分明的,巨大的孤立峰波,急剧地离开船头,滚滚向前。在行进中,它的形状和大小并不改变。我骑在马上紧跟着观察它的行迹。它以每小时八、九英里的速度向前推进,并保持着长约30英尺,高约1~1.5英尺的原始形状。后来,它的高度逐渐减小,当我跟踪了一、二英里后,它终于消失在逶迤的河水中。”罗索所描述的这种“前无古人,后无来者”的、孤孤单单的波,就称为“孤立波”。

随着现代科学技术的发展,人们对孤立波有了新的认识。种学家测量到孤立波有固定的能量,动量和质量,具有粒子的特性,因此,孤立波又称为“孤粒子”。

孤粒子在我们周围的物质世界中是大量存在的,例如,固体中热脉冲的传播,超导体中的磁力线沿着约瑟夫逊超导结构的传播,等离子体中磁流体的波运动、离子声波运动,铁磁体中布洛赫运动,电子线路中低频道滤波网络上电流——电压的传输以及生物神经细胞轴上传导的冲动等等,都属于孤粒子运动。当然,并不是所有的物质都存在孤粒子,它的出现离不开一定的条件。物理学家们认为,只有处在扩散型的介质中,物体受到非线性的作用,并且,后面的作用刚好抵消前面的作用时,才能产生孤粒子的运动形态。

尽管科学家对孤粒子已作了许多研究,但是,它的真实面貌人们看得还不太清楚,尤其是对孤粒子的研究,将会给实际生活带来哪些应用呢?人们还不得而知。