En física , un oscillon es un fenómeno similar a un solitón que ocurre en medios granulares y otros medios disipativos . Los oscillones en medios granulares resultan de la vibración vertical de una placa con una capa de partículas uniformes colocadas libremente en la parte superior. Cuando las vibraciones sinusoidales son de la amplitud y frecuencia correctas y la capa de espesor suficiente, se puede formar una onda localizada, denominada oscillón, perturbando localmente las partículas. Este metaestableEl estado permanecerá durante mucho tiempo (muchos cientos de miles de oscilaciones) en ausencia de más perturbaciones. Un oscillón cambia de forma con cada colisión de la capa de grano y la placa, cambiando entre un pico que se proyecta por encima de la capa de grano a un cráter como depresión con un pequeño borde. Este estado autosostenible fue nombrado por analogía con el solitón , que es una onda localizada que mantiene su integridad mientras se mueve. Mientras que los solitones ocurren como ondas viajeras en un fluido o como ondas electromagnéticas en una guía de ondas, los oscillones pueden ser estacionarios.
Los oscillones de fase opuesta se atraerán en distancias cortas y formarán pares 'enlazados'. Oscillones de fase similar repelen. Se ha observado que los oscillones forman estructuras similares a "moléculas" y cadenas largas. En comparación, los solitones no forman estados ligados.
En la Universidad de Texas en Austin se descubrieron ondas localizadas de interacción estable con respuesta subarmónica y se les dio el nombre de oscillones . Las explosiones solitarias se habían informado anteriormente en una capa de grano cuasi-bidimensional en la Universidad de París, pero estos eventos transitorios fueron inestables y no se informó ninguna interacción de enlace o respuesta subarmónica. [ cita requerida ]
La causa de este fenómeno está actualmente en debate; la conexión más probable es con la teoría matemática del caos y puede dar una idea de la forma en que los patrones en forma de arena.
El procedimiento experimental es similar al utilizado para formar figuras de arena de Chladni en una placa vibratoria. Los investigadores se dieron cuenta de que estas figuras dicen más sobre los modos de vibración de la placa que la respuesta de la arena y crearon una configuración experimental que minimizó los efectos externos, utilizando una capa poco profunda de bolas de latón en el vacío y una placa rígida. Cuando hicieron vibrar la placa a una amplitud crítica, descubrieron que las bolas formaban una estructura vibratoria localizada cuando se perturbaban que duraba indefinidamente.
Los oscillones también se han observado experimentalmente en capas delgadas vibradas paramétricamente de fluido viscoso y suspensiones coloidales. Los oscillones se han asociado con las ondas de Faraday porque requieren condiciones de resonancia similares.
Las oscilaciones electrostáticas no lineales en un límite de plasma también pueden aparecer en forma de oscillones. Esto fue descubierto en 1989.
Ver también
Referencias
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Otras lecturas
- Philip Ball (1999), El tapiz hecho a sí mismo: formación de patrones en la naturaleza , Oxford University Press.