約·斯科特·羅素是英國科學家
基本介紹
- 中文名：約翰·斯科特·羅素
- 外文名：John Scott Russell
- 國籍：英國
- 職業：科學家
- 主要成就：第一個發現孤子。1834年發明孤立波這個概念。
約·斯科特·羅素是英國科學家，他第一個發現孤子。孤子這個名詞。首先是在物理的流體力學中提出來的。1834年，英國科學家約翰·斯科特·羅素觀察到這樣一個現象：在一條窄河道中，迅速拉一條船前進，在船突然停下時，在船頭形成的一個孤立的水波迅速離開船頭，以每小時14～15km的速度前進，而波的形狀不變，前進了2～3km才消失。他稱這個波為孤立波。
其後，1895年，卡維特等人對此進行了進一步研究，人們對孤子有了更清楚的認識，並先後發現了聲孤子、電孤子和光孤子等現象。從物理學的觀點來看，孤子是物質非線性效應的一種特殊產物。
從數學上看，它是某些非線性偏微分方程的一類穩定的、能量有限的不彌散解。即是說，它能始終保持其波形和速度不變。孤立波在互相碰撞後，仍能保持各自的形狀和速度不變，好像粒子一樣，故人們又把孤立波稱為孤立子，簡稱孤子。
1973年，孤立波的觀點開始引入到光纖傳輸中。在頻移時，由於折射率的非線性變化與群色散效應相平衡，光脈衝會形成一種基本孤子，在反常色散區穩定傳輸。由此，逐漸產生了新的電磁理論——光孤子理論，從而把通信引向非線性光纖孤子傳輸系統這一新領域。光孤子（soliton）就是這種能在光纖中傳播的長時間保持形態、幅度和速度不變的光脈衝。利用光孤子特性可以實現超長距離、超大容量的光通信。
孤子隧道
甚至磁場亦可具有孤子行為，這時孤子表現出另一個顯著特徵——“開隧道”的能力。
一般而言，磁場能十分容易地穿過一塊金屬。這就是能夠把釘子掛在磁鐵一端，然後用這枚 釘子吸起另一枚釘子的原因。但在超導金屬中，磁的“透明性”被突然關閉。在臨界溫度處 ，即金屬轉變為超導體(它本身是一個孤子)的那點處，可以發現磁場突然不能進入其中。
然而，若這一磁場變得再強一些、再大一些，則磁場中會存在一點，在此處將產生孤子式磁渦旋，它能滲透或開隧進入超導體。實際上，這是一個孤子穿過另一個孤子。
