b'\n_START_ARTICLE_\nSoliton\n_START_PARAGRAPH_\nSolit\xc3\xb3n je val, ki po mediju potuje s konstantno hitrostjo in nespremenjeno obliko. Pogoj za nastanek takega vala sta nelinearen odziv snovi in disperzivnost. Najbolj znani so solitoni v hidrodinamiki (npr. cunamiji) in v optiki (v opti\xc4\x8dnih vlaknih). Matemati\xc4\x8dno dobimo solitone kot re\xc5\xa1itve nelinearnih parcialnih diferencialnih ena\xc4\x8db.\n_START_SECTION_\nFizika solitonov\n_START_PARAGRAPH_\nV disperzivnem sredstvu je hitrost raz\xc5\xa1irjanja valovanja odvisna od njegove valovne dol\xc5\xbeine. Za valovni paket, ki je sestavljen iz valovanj z razli\xc4\x8dnimi frekvencami, to pomeni, da se pri potovanju skozi tako snov raz\xc5\xa1iri, saj razli\xc4\x8dni deli vala potujejo z razli\xc4\x8dno hitrostjo. \xc4\x8ce pa je snov hkrati \xc5\xa1e nelinearna, kar pomeni, da je lomni koli\xc4\x8dnik za dano frekvenco odvisen tudi od intenzitete valovanja, pa lahko pride do izni\xc4\x8denja vpliva disperzije in nelinearnosti: zaostali del valovnega paketa nelinearni pojavi pohitrijo, prehitevajo\xc4\x8di del paketa pa upo\xc4\x8dasnijo. Tako dobimo val, ki po snovi potuje z nespremenljivo obliko - soliton._NEWLINE_Zanimivo je obna\xc5\xa1anje dveh solitonov ob trku. Za razliko od obi\xc4\x8dajnega valovanja, ki ob sre\xc4\x8danju interferirata, solitoni po trku nemoteno potujejo naprej z nespremenjeno hitrostjo in obliko, spremeni se jim le faza. Prav tako lahko en val prehiti drugega in oba nemoteno potujeta naprej._NEWLINE_Za razliko od obi\xc4\x8dajnega valovanja, ki mu amplituda in hitrost pojema v odvisnosti od razdalje od izvora, se soliton na dolge razdalje propagira s konstantno hitrostjo in obliko/amplitudo.\n_START_SECTION_\nZgodovina\n_START_PARAGRAPH_\nKot prvi je opazil solitone \xc5\xa1kotski pomorski in\xc5\xbeenir John Scott Russel (1808-1882) leta 1834 na kanalu z imenom Union Canal v bli\xc5\xbeini Edinburga, kjer je opazoval premikanje \xc4\x8dolna na vodi. Ko se je \xc4\x8doln ustavil, je ustvaril val, ki se je z nespremenjeno obliko (pribli\xc5\xbeno pol metra visok in 10 metrov dolg) in hitrostjo (pribli\xc5\xbeno 16 km/h) \xc5\xa1iril po kanalu 2-3 km dale\xc4\x8d. Scott Russel ga je prvotno poimenoval translacijski val._NEWLINE_Scott Russel je v nadaljevanju podrobneje prou\xc4\x8deval obna\xc5\xa1anje solitonov. Njegovo eksperimentalno delo se ni skladalo z Newtonovo in Bernoullijevo teorijo hidrodinamike. Airy in Stokes sta s te\xc5\xbeavo sprejela Scott Russlova eksperimentalna opa\xc5\xbeanja, saj jih ni bilo mo\xc4\x8d pojasniti z obstoje\xc4\x8dimi teorijami o valovanju v vodi._NEWLINE_Prvi teoreti\xc4\x8dni opis solitonov je leta 1871 podal francoski matematik Joseph Valentin Boussinesq (1842-1929), leta 1876 pa tudi lord Rayleigh. Leta 1895 sta nizozemski matematik Diederik Johannes Korteweg (1848-1941) in Gustav de Vries (1866-1934) predstavila diferencialno ena\xc4\x8dbo, ki se sedaj imenuje Korteweg-de Vriesova ena\xc4\x8dba, in velja za eno osnovnih ena\xc4\x8db, katere re\xc5\xa1itev so solitoni._NEWLINE_Norman Zabusky iz Bellovih laboratorijev in Martin David Kruskal z Univerze Princeton sta leta 1965 prva pokazala obna\xc5\xa1anje solitonov v snovi na podlagi Korteweg\xe2\x80\x93de Vriesove ena\xc4\x8dbe z ra\xc4\x8dunalnikom s pomo\xc4\x8djo metode kon\xc4\x8dnih razlik. Pokazala sta tudi kako to obna\xc5\xa1anje pojasnjuje te\xc5\xbeko razre\xc5\xa1ljivo predhodno delo Fermija, Paste in Ulama._NEWLINE_Gardner, Greene, Kruskal in Miura so leta 1967 odkrili transformacijo obratnega sipanja, kar je omogo\xc4\x8dilo analiti\xc4\x8dno re\xc5\xa1itev Korteweg\xe2\x80\x93de Vriesove ena\xc4\x8dbe. Laxovo delo o Laxovih parih in Laxovi ena\xc4\x8dbi je raz\xc5\xa1irilo to na re\xc5\xa1itev mnogih sistemov, ki generirajo solitone._NEWLINE_Leta 1973 so prvi\xc4\x8d napovedali, da lahko pride do pojava solitonov tudi v opti\xc4\x8dnih vlaknih in predlagali njihovo uporabo v telekomunikacijah. Prvi\xc4\x8d so svetlobne solitone eksperimentalno ustvarili leta 1980.\n_START_SECTION_\nUporaba solitonov\n_START_PARAGRAPH_\nUltrakratki solitoni (femtosekundni do pikosekundni) so bili generirani v opti\xc4\x8dnih vlaknih pri valovnih dol\xc5\xbeinah nad 1,3 mikrometra v enorodovnih opti\xc4\x8dnih vlaknih. \xc4\x8ce \xc5\xbeelimo ustvariti soliton v opti\xc4\x8dnem vlaknu, moramo na opti\xc4\x8dno vlakno pripeljati pulz, ki ima tako obliko, kot jo ima soliton, torej , hkrati pa mora biti produkt \xc5\xa1irine in amplitude pulza enak kot za soliton. _NEWLINE_Solitoni so bili \xc5\xbee propagirani skozi kar nekaj tiso\xc4\x8d kilometrov opti\xc4\x8dnih vlaken. Prav zato, ker jih lahko propagiramo velike razdalje in kljub temu ohranijo obliko, so uporabni za prenos podatkov. Tipi\xc4\x8dne hitrosti prenosa podatkov z solitoni naj bi bile b/s oziroma terabit na sekundo.'