محققان فرانسوی موفق به تولید امواج ایستاده پنج ضلعی و ستاره‌ای شکل با استفاده از لرزاندن یک مخزن در راستای عمودی شدند. این امواج غیرخطی برای اولین بار است که در آزمایشگاه ایجاد شده‌اند.

امواج اقیانوس در صورتی که به شیوه مناسب باهم ترکیب شوند، می‌توانند اشکال بسیار عجیبی تولید نمایند. از لحاظ نظری این الگوهای غیرعادی می‌توانند فرم‌های متنوعی به خود بگیرند، اما محققان تا به امروز تنها موفق به تولید تعداد بسیار محدودی از این امواج عجیب در آزمایشگاه شده‌اند. در مقاله‌ای که به تازگی توسط ژان راژنباخ (Jean Rajchenbach) و همکارانش از CNRS و دانشگاه نیس فرانسه در فیزیکال ریویو لترز چاپ شده است، تولید امواج ایستاده پنج ضلعی و ستاره‌ای شکل با استفاده از لرزاندن عمودی یک مخزن پر از روغن مایع گزارش شده است.

امواج اقیانوس و امواج مشابهی که در سایر سیالات شکل می‌گیرند امواج گرانشی سطحی نامیده می‌شوند، چرا که تنها نیروی بازگرداننده در تولید این امواج نیروی گرانش است. معادلاتی که این امواج را توصیف می‌کنند غیرخطی هستند، بدین معنا که امواج دارای طول موج‌های مختلف می‌توانند با یکدیگر برهمکنش کنند و تحت شرایط خاص الگوهای غیر معمولی به وجود بیاورند که از جمله این الگوهای غیر معمول می‌توان به امواج مجرد (سولیتون)، امواج U شکل و امواج دارای شکل X اشاره کرد. این امواج گاهی دارای همتاهای مهمی در سایر بخش‌های علوم از اپتیک گرفته تا فیزیک اتم‌های سرد هستند.

راژنباخ و همکارانش به منظور کاوش حالت‌های غیر خطی جدید، لایه نازکی از روغن سیلیکون را داخل یک مخزن تخت ریختند و شروع به لرزاندن آن در جهت بالا و پایین با آهنگی در حدود 10 هرتز نمودند. آن‌ها در ابتدا شاهد تولید امواج ایستاده با تقارن دایروی بودند، اما با افزایش دامنه لرزش‌ها قله‌های امواج شروع به تشکیل لبه‌ها و رئوسی نمودند که منجر به ایجاد دو شکل پنج ضلعی و ستاره‌ای شد. آن‌ها همچنین با تغییر دادن عمق سیال و پارامترهای لرزش موفق به تولید سایر شکل‌های ستاره-پنج ضلعی با سه، چهار و شش وجه شدند. جالب آنکه شکل مخزن در تشکیل این امواج غیر معمول تاثیرگذار نیست، چرا که الگوهای تشکیل شده در مخزن‌های دایروی و مستطیلی کاملا به هم شباهت دارند. این محققان معتقدند که اشکال مشاهده شده می‌تواند ناشی از برهمکنش غیرخطی سه موج متفاوت ایجاد شده توسط لرزش مخزن باشد.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.110.094502

مرجع:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i9/e094502