东南大学陈世华教授在Physical Review Letters上发表最新研究成果

发布者:吉鑫发布时间:2020-03-25浏览次数:15

近日,物理顶级期刊《物理评论快报》【Physical Review Letters 124, 113901 (2020)】在线刊发了东南大学物理学院陈世华教授题为Fundamental Peregrine Solitons of Ultrastrong Amplitude Enhancement through Self-Steepening in Vector Nonlinear Systems”的最新研究论文。东南大学为论文第一单位,陈世华教授为论文第一作者和通讯作者,博士生潘昌昌为第二作者,合作者包括法国Bourgogne Franche-Comté大学Philippe Grelu教授,意大利Brescia大学Fabio Baronio教授,和澳大利亚国立大学Nail Akhmediev教授,其中后两位教授为论文共同通讯作者。

从“宏观”上讲,我们现实世界可认为是一个个湍流(turbulent)场,这里面各种相互作用交织在一起,进而发生一些不可预测或难以预测的极端事件,例如心脏病突发、地震、股市崩盘、流行病多点爆发等。最典型的例子就是深海中的疯狗浪事件,其像深海怪兽一样来无影去无踪,不时威胁着周围过往油轮和钻井平台的安全。也正是由于这类极端事件的潜在破坏性和难以预测性,异常波(rogue waves)研究吸引了越来越多的科研人员(包括军事研究人员)的持续关注,例如,早在2000年欧盟就发起了为时3年的“大浪计划”(MaxWave project),近期实施的“地平线2020Horizon 2020)计划也对该领域进行了重点资助。10多年来,科学家相继在流体动力学、非线性光学、等离子体物理、声学、大气动力学等领域观测到了rogue waves现象

在本论文中,作者继续2018年发表的工作【参见PRL 121, 104101 (2018)】,深入研究了rogue waves原型——Peregrine孤子的反常特性和基本产生机制。作者指出,在特定的自陡峭介质和参数条件下,反常Peregrine孤子的峰振幅背景比(peak-background ratio)可以实现超强增大,见下图;也就是说,即使是很弱的噪声背景,也有可能产生巨振幅的基本Peregrine异常波。这一理论结果提升了Peregrine孤子作为rogue waves原型的普适性和重要性。此外,作者还提出了可行的实验设想,预期不久的将来,这一反常Peregrine孤子现象能在实验上观测到。 


以上研究工作得到了国家自然科学基金的资助。

  

论文链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.124.113901