探索記録26 「ソリトンSoliton」①
 三連休が終わってから《ソリトンSoliton》という、特殊な波についてばかり考えている。ふつうの波(ex.さざ波、正弦波(サインカーブ)、うねり)に比べると、ソリトンは異常に伝播力が強く、安定したまま、信じられないほど遠くまで伝わる。例えば、津波はソリトンで、1960年5月22日、南米チリの太平洋沖を震源として発生した地震に発生した津波は、環太平洋全域におよび、地震発生から約二十二時間後、地球の裏側にあたる日本・三陸海岸に到達して大きな被害をもたらした。
 もちろん、チリ地震はマグニチュードが8.5もあって、海岸沿いの山脈が数メートルも沈み込んだ有史以来観測された中で最大規模の地震だから、津波の規模もそうとう大きかったのだけど、ほとんど丸一日かけて、一万八千キロメートルも伝わる波なんてちょっと想像しがたい。少なくとも、うちは信じられない。だって、太平洋の海面にはソリトン以外の無数の波がたっているのだ。ソリトンは、なぜ他の波に吸収・拡散されずにその波形を伝えることが可能なのか?
 ――というのが、ずっと頭に引っかかっていて、《ソリトン》の安定性はなにに由来しているの? と工学部の友人に聞くと、どうやらその強い安定性は「非線形性」と「分散性」の微妙な均衡に根ざしているらしい。ここから曖昧になっていくのだけれど、ちょっと付き合ってほしい。「非線形性」は波のエネルギーを一点に集中させようとするが、「分散性」はそのような局在した波を分散させ、両者の動的平衡状態がソリトンの安定性を生みだす”らしい”。もしも非線形性と分散性の効果の一方が失われ、平衡が崩れると、ソリトンはあっという間に不安定になり、遂には消滅する”らしい”。つまり、ソリトンは「非線形性」と「分散性」という反発しあう二つの性質を同時に作用させていなくてはならない波だということになる。
 でも、動的平衡によってかろうじて維持されるソリトンが、なぜ単一の力因によって発生する正弦波より安定性が高いのか? という説明がこれではなされていない。それに、前者と後者がぶつかった場合、二つの波は融合して、すぐに分離するはずだが、(津波は他の波のエネルギーを吸収したり、干渉されたりしないから)、それがなぜかもわからない。
by warabannshi | 2007-07-19 00:52 | メモ | Comments(0)
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