"Динамика солитонного газа основного состояния, определяющая спонтанную модуляционную неустойчивость". Дмитрий Сергеевич Агафонцев, Институт океанологии РАН, Сколковский институт науки и технологий, 31.12.2019
Состав коллектива
- Дмитрий Сергеевич Агафонцев, к.ф.-м.н., с.н.с. Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН, Сколковский институт науки и технологий;
- Андрей Александрович Гелаш, к.ф.-м.н., н.с. Новосибирский государственный университет, Сколковский институт науки и технологий;
- Владимир Евгеньевич Захаров, д.ф.-м.н., академик РАН, г.н.с. Сколковский институт науки и технологий, Department of Mathematics, University of Arizona
Аннотация
Мы исследуем теоретически фундаментальное явление спонтанной, индуцированной шумом модуляционной неустойчивости (МН) плоской волны. Долговременные статистические свойства индуцированной шумом МН ранее наблюдались в экспериментах и в численном моделировании, но до сих пор не были объяснены. В рамках обратной задачи рассеяния (ОЗР) предложена модель асимптотической стадии индуцированной шумом МН на основе N-солитонных решений (N-СР) интегрируемого фокусирующего одномерного нелинейного уравнения Шредингера (1D-НУШ). Эти N-СР являются связанными состояниями сильно взаимодействующих солитонов, имеющих специфическое распределение собственных значений ОЗР вместе со случайными фазами. Мы используем специальный подход для построения ансамблей многосолитонных решений со статистически большим числом солитонов N ~ 100. Наше исследование демонстрирует полное совпадение спектральных (Фурье) и статистических свойств между долговременной эволюцией конденсата, возмущенного шумом, и построенными многосолитонными связанными состояниями. Наши результаты могут быть обобщены на широкий класс интегрируемых задач турбулентности в случаях, когда динамика волнового поля сильно нелинейна и обусловлена солитонами.
Грантовая поддержка
- РНФ 19-72-30028, «Турбулентность и когерентные структуры в интегрируемых и неинтегрируемых системах», 2019-2022, руководитель В.Е. Захаров.
Публикации
- A. Gelash, D. Agafontsev, V. Zakharov, G. El, S. Randoux, P. Suret, Bound state soliton gas dynamics underlying the noise-induced modulational instability , Phys. Rev. Lett. 123, 234102 (2019). dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.234102. Импакт-фактор: 8.385.