Teadlased avastasid täiesti uut tüüpi veelained
Oma uurimuses kirjeldavad teadlased kahe uue laine avastamislugu. Nad lukustasid vee Hele-Shaw kambrisse, mis on anum, mis on valmistatud kahest paralleelsest klaasplaadist, millede vahel on õhuke pilu. Antud juhul asetati plaadid vertikaalselt, plaadid olid 30 cm laiused ning nendevaheline pilu oli kõigest 1,5mm. Anumas oleva veekihi kõrgus oli umbes 5 cm, kirjutab Physorg.com Fyysika.ee vahendusel.
Anum asetati seejärel kõigutava mehhanismi peale, mis kambri ning selles olnud vee vertikaalselt vibreerima pani. Kontrollides hoolikalt vibreerimise sagedust ja amplituudi, õnnestus teadlastel vee pinnadeformatsioonid kaamera abil jäädvustada.
Kui teadlased võnkeamplituudi aeglaselt suurendasid, siis hakkasid veepinnale tekkima kahedimensionaalsed seisulained. Teadlaste sõnul nimetatakse neid laineid Faraday laineteks – need moodustuvad võnkuva vedeliku pinnal siis, kui võnkesagedus ületab mingi kindla väärtuse, mistõttu vedelikupind muutub ebastabiilseks.
Teadlastel õnnestus jälgida kahte tüüpi Faraday laineid, milledest ühel oli paarissümmeetria ja teisel paaritu sümmeetria. Paarissümmeetriat võib vaadelda kui vertikaalset peegelsümmeetriat, mis tekib laine vasaku ja parema poole vahele. Teise laine paaritu sümmeetria on ainult ligikaudne, sest laine alumine pool pole täpselt sama kujuga kui selle ülemine osa. Et teadlased kasutasid välist sondi, et pinda hetkeks häirida, siis arvavad nad, et need erinevad lainemustrid võib suure tõenäosusega sondi liikumise arvele panna.
Neid lained analüüsides leidsid teadlased, et kahedimensionaalne paarislaine meenutab kolmedimensionaalset telgsümmeetrilist ostsillonit – sellist lainet, mida on varem täheldatud vibreerivate pronkskuulikeste kihi pinnal. Teadlaste sõnul pole paaritut seisulainet üheski vedelas keskkonnas seni täheldatud.
,,Mõlemad lained on tugevalt lokaliseeritud ning statsionaarsed,” sõnas Rajchenbach. ,,Siiani on kirjeldatud kahte solitaarlainete liiki: propageeruvad solitonid (kuulus ,,Korteweg de Vries”) ning rühmsolitonid (mida kirjeldab mittelineaarne Schrödingeri võrrand), mis koosneb suurest lainepaketist, mis katab suurt hulka kandelainete kaari. Vaadeldud lained kuuluvad mingisse teise solitaarlainete kategooriasse.”
Kui prooviti mõista, kuidas pinna ebastabiilsused nende lainete tekkimist põhjustasid, siis tekkis teadlastel lainete suurte amplituudide tõttu raskusi, sest üldised amplituudvõrrandid kirjeldavad laineid, millede amplituudid on tunduvalt väiksemad. Üldiselt arvavad teadlased siiski, et uued lained tekivad suure tõenäosusega siledate ja laineliste alade kattumisest, mis tuleneb raputamisest tekkinud ebastabiilsusest. Ebastabiilsused võivad hõlmata mehhanisme, mis mängivad rolli ka teistel aladel, näiteks mittelineaarses optikas, keemias ja bioloogias ning samuti merelainete puhul.
,,Meie töö põhiline huvi rakendub muidugi mittelineearsetele merelainetele, ning tugevdab meie arusaamist suurte amplituudidega merelainete (hiiglaslike hulkuvate lainete või tsunaamide) tekkimisest,” lausus Rajchenbach.
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!