Лекция Владимира Захарова «Экстремальные волны в природе»
Ближайшие события
Четверг, 27 мая 2010 года, 19:00, Москва, Политехнический музей, Малая аудитория (подъезд № 9).
27 мая в 19:00 в Политехническом музее
по адресу: г. Москва, Новая площадь, 3/4 в рамках цикла публичные лекции «Полит.ру» состоится лекция академика РАН, доктора физико-математических наук, председателя научного совета РАН по нелинейной динамике, заведующего сектором математической физики в Физическом институте РАН им. Лебедева, профессора Аризоны (США), дважды лауреата Государственной премии, лауреата медали Дирака, члена Союза писателей РФ Владимира Евгеньевича Захарова «Экстремальные волны в природе».
Экстремальные волны систематически возникают при распространении волновых пакетов в нелинейной среде. Они представляют собой самопроизвольную концентрацию волновой энергии в малых областях пространства. Раз возникнув, экстремальные волны могут либо существовать некоторое время в виде движущихся фокусов, либо привести к своеобразной «вспышке», приводящей к быстрой диссипации волновой энергии. Экстремальные волны весьма разнообразны. Они широко распространены в природе и наблюдаются во многих лабораторных экспериментах.
Исторически первым и наиболее изученным примером возникновения экстремальных волн является самофокусировка света, возникающая при прохождении мощных лазерных пучков через нелинейные диэлектрики, в том числе — через атмосферу. Это явление всегда считалось весьма нежелательным, но в последнее время появились оригинальные идеи его использования в практических целях в связи с усовершенствованием солнечной энергетики.
Другой важнейший пример — коллапс ленгмюровских волн в плазме. Предсказанный теоретически в семидесятых годах прошлого столетия, он был уверенно обнаружен несколько лет назад в лаборатории академика РАН Э. П. Круглякова в Институте ядерной физики в Новосибирске. Ранее ленгмюровские коллапсы были обнаружены при распространении мощных электромагнитных волн в ионосфере. Родственное явление — образование перегретых токовых слоев — является главным кандидатом для объяснения аномально высокой температуры солнечной короны.
Очень интересным и важным примером экстремальных волн являются «волны-убийцы» в океане. Их следует отличать от всем известных волн цунами, возникающих при выходе очень длинных океанских волн, порожденных подводными землетрясениями, на мелководье. Теория волн цунами довольно хорошо разработана, тогда как теория «волн-убийц», внезапно возникающих в открытом океане, находится в стадии становления. До сих пор нет ясного ответа на важнейший вопрос — как долго такие волны живут? Здесь надежда возлагается на массированный численный эксперимент, который, как мы надеемся, скоро прояснит: являются ли эти волны сравнительно долгоживущими объектами (для них уже придумано имя «фриконы») или они представляют собой однократные выбросы энергии и в этом смысле подобны волновым коллапсам. Заметим, что волны-убийцы вовсе не обязательно обрушаются. Их энергия может обратно вернуться в волновое поле. Если это так, то они представляют собой аналоги так называемых «гомоклинических траекторий», достаточно хорошо изученных в теории динамических систем с малым числом степеней свободы.
Здесь мы касаемся математических аспектов теории экстремальных волн. Математика, связанная с этими волнами, чрезвычайно интересна и разнообразна. Это и теория возникновения особенностей у нелинейных уравнений с частными производными, и теория редких выбросов в случайных процессах. Любопытно отметить, что с математической точки зрения формирование экстремальных волн и формирование черных дыр во Вселенной — родственные явления.
Вход свободный
Адрес: Москва, Новая площадь, 3/4, Малая аудитория Политехнического музея (подъезд № 9);
тел.: (495) 624-80-09.
Проезд: до станций метро «Китай-город», «Лубянка».
Схема проезда
