A new wave phenomenon in liquids ha

A new wave phenomenon in liquids has been spotted by physicists in France. By shaking small cylindrical dishes of silicone oil, the team created standing waves that spontaneously form a range of patterns, including stars and polygons.
Calculations suggest that the shapes are caused by nonlinear interactions between "gravity waves" – the name given to any fluid wave in which gravity is the dominant restoring force. The researchers hope that their work could lead to a better understanding of other nonlinear gravity waves such as tsunamis and rogue ocean waves.
Gravity waves normally interact in a linear manner – much like light waves – but nonlinear interactions can also play an important role in how they are created and propagate. Indeed, some physicists think that nonlinear effects could be responsible for the giant "rogue" waves that are occasionally created in the Earth's oceans. To study nonlinear effects, Jean Rajchenbach, Didier Clamond and Alphonse Leroux at the University of Nice looked at gravity waves in silicone oil. Water and oil are both Newtonian fluids, but the latter is easier to work with in the lab because its greater viscosity supports larger-amplitude waves.
Two types of wave
The experiments were carried out in shallow cylindrical dishes that were 9 cm in diameter and filled with 7 mm of oil. The dishes were placed on a vertically vibrating stage and the team could control two parameters: the frequency and amplitude of the vibration. With the frequency set at 8 Hz, the team noticed that, at small amplitudes, waves created at the edge of the container propagate inwards creating ripples that oscillate at the same frequency as the stage.
But as the amplitude was increased beyond about 1.55 mm, however, two counter-propagating waves appeared. These are a "centrifugal" wave that moves outwards from the centre of the dish and a "centripetal" wave that moves inwards from the edge. At relatively low amplitudes this resulted in a standing wave pattern of concentric rings.
Closer inspection revealed that where the crests of the centrifugal and centripetal waves cross, they do not simply superimpose as linear waves do. Instead, the waves experience a phase shift similar to that seen when two plane-wave solitons cross.
Stars and pentagons
As the vibrational amplitude was further increased to about 1.85 mm, five "corners" began to appear in the crest where the two waves cross. This creates a pentagon-shaped crest that breaks the circular symmetry of the dish. Finally, when the amplitude was cranked up to 1.95 mm, the crest oscillated between a pentagon and a five-pointed star with a frequency of 8 Hz (see image). An amazing feature of this oscillating structure is that it does not depend on the shape or size of the container – and even appeared in rectangular-shaped containers.
To understand this bizarre behaviour, the researchers were inspired by theories that describe the formation of quasicrystals in solids and quasipatterns in capillary waves – tiny waves in fluids that are not affected by gravity. They created a theory that, says Clamond, can predict the amplitudes at which the system transforms from one standing-wave configuration to another – but falls short of predicting which shapes the standing wave will assume.
New theory needed
Clamond believes that more work is needed to develop a new theoretical framework for understanding why the shapes form. Indeed, he likens the current situation to when physicists did not have a good theoretical understanding of solitons. But beyond explaining a curious laboratory phenomenon, understanding why the patterns emerge could lead to a better understanding of nonlinear waves in the ocean.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ปรากฏการณ์คลื่นลูกใหม่ในของเหลวที่ไ​​ด้รับการเห็นโดยนักฟิสิกส์ในฝรั่งเศส โดยการเขย่าจานทรงกระบอกเล็ก ๆ ของน้ำมันซิลิโคน, ทีมสร้างคลื่นที่เป็นธรรมชาติในรูปแบบหลากหลายของรูปแบบรวมทั้งดาวและรูปหลายเหลี่ยมยืน.
การคำนวณแสดงให้เห็นว่ารูปทรงที่เกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่าง "คลื่นแรงโน้มถ่วง" - ชื่อให้กับคลื่นของเหลวใด ๆ ในการที่แรงโน้มถ่วงเป็นแรงคืนที่โดดเด่น นักวิจัยหวังว่าการทำงานของพวกเขาอาจนำไปสู่​​ความเข้าใจที่ดีขึ้นของคลื่นแรงโน้มถ่วงอื่น ๆ ที่ไม่เป็นเชิงเส้นเช่นสึนามิและคลื่นทะเลโกง.
คลื่นแรงโน้มถ่วงปกติมีปฏิสัมพันธ์ในลักษณะเชิงเส้น - เหมือนคลื่นแสง - แต่มีปฏิสัมพันธ์เชิงยังสามารถมีบทบาทสำคัญในการที่พวกเขามีการสร้างและเผยแพร่ แน่นอนนักฟิสิกส์บางคนคิดว่ามีผลกระทบเชิงเส้นอาจจะรับผิดชอบยักษ์ "โกง" คลื่นที่สร้างขึ้นเป็นครั้งคราวในมหาสมุทรของโลก เพื่อศึกษาผลกระทบเชิงยีน rajchenbach,clamond Didier และอัลฟองส์ Leroux ที่มหาวิทยาลัยที่ดีมองที่คลื่นแรงโน้มถ่วงในน้ำมันซิลิโคน น้ำและน้ำมันมีทั้งของเหลวนิวตัน แต่หลังเป็นเรื่องง่ายที่จะทำงานร่วมกับในห้องปฏิบัติการที่มีความหนืดมากขึ้นเพราะการสนับสนุนคลื่นขนาดใหญ่ความกว้าง.
สองประเภทของคลื่น
ทดลองได้ดำเนินการในจานตื้นทรงกระบอกที่มี 9 ซม. ในเส้นผ่าศูนย์กลาง และเต็มไปด้วย 7 มม. น้ำมันอาหารถูกวางไว้บนเวทีในแนวตั้งการสั่นสะเทือนและทีมงานสามารถควบคุมสองพารามิเตอร์: ความถี่และความกว้างของการสั่นสะเทือน ด้วยความถี่ชุดที่ 8 Hz, ทีมงานสังเกตเห็นว่าช่วงกว้างของคลื่นที่
ขนาดเล็กคลื่นที่สร้างขึ้นที่ขอบของภาชนะเผยแพร่เข้ามาสร้างระลอกคลื่นที่สั่นที่ความถี่เดียวกันเป็นเวที.แต่เป็นความกว้างเพิ่มขึ้นเกินประมาณ 1.55 มม. แต่สองคลื่นเคาน์เตอร์ขยายพันธุ์ปรากฏ เหล่านี้ "แรงเหวี่ยง" คลื่นที่จะย้ายออกจากศูนย์กลางของ "ศูนย์กลาง" คลื่นจานและที่ย้ายเข้ามาจากขอบ ที่ช่วงกว้างของคลื่นที่ค่อนข้างต่ำนี้ส่งผลในรูปแบบคลื่นยืนแหวนศูนย์กลาง.
ตรวจสอบใกล้ชิดเผยว่าที่ยอดของคลื่นแรงเหวี่ยงและศูนย์กลางข้ามพวกเขาไม่ได้เพียงแค่ใส่คลื่นเป็นเส้นตรงทำ แทนคลื่นสัมผัสขั้นตอนการเปลี่ยนแบบเดียวกับที่เห็นได้เมื่อสอง solitons เครื่องบินคลื่นข้าม.
ดาวและห้าเหลี่ยม
เป็นคลื่นสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นอีกประมาณ 1.85 มิลลิเมตรห้า "มุม" เริ่มปรากฏให้เห็นในยอดที่สองคลื่นข้าม นี้จะสร้างยอดห้าเหลี่ยมรูปที่แบ่งสัดส่วนของจานกลม ในที่สุดเมื่อความกว้างได้รับการสตาร์ตได้ถึง 1.95 มม. ยอดแกว่งระหว่างเพนตากอนและดาวห้าแฉกที่มีความถี่จาก 8 Hz (ดูภาพ)คุณสมบัติที่น่าทึ่งของโครงสร้างสั่นนี้ก็คือว่ามันไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างหรือขนาดของภาชนะ - และปรากฏแม้ในภาชนะสี่เหลี่ยมรูป
ที่จะเข้าใจพฤติกรรมที่แปลกประหลาดนี้นักวิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากทฤษฎีที่อธิบายถึงการก่อตัวของ quasicrystals. ในของแข็งและ quasipatterns ในคลื่นเส้นเลือดฝอย - คลื่นเล็ก ๆ ในของเหลวที่ไ​​ม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงพวกเขาสร้างทฤษฎีที่กล่าวว่า clamond สามารถทำนายช่วงกว้างของคลื่นที่ระบบเปลี่ยนจากการกำหนดค่ายืนคลื่นหนึ่งไปยังอีก -. แต่ตรงสั้นของการพยากรณ์ที่รูปร่างคลื่นนิ่งจะถือว่า
ทฤษฎีใหม่จำเป็น
clamond เชื่อว่าการทำงานมากขึ้น เป็นสิ่งจำเป็นในการพัฒนากรอบทฤษฎีใหม่สำหรับการทำความเข้าใจว่าทำไมรูปทรงแบบ อันที่จริงเขา likens สถานการณ์ปัจจุบันเมื่อนักฟิสิกส์ไม่ได้มีความเข้าใจที่ดีของทฤษฎี solitons แต่นอกเหนือจากการอธิบายปรากฏการณ์ทางห้องปฏิบัติการที่อยากรู้อยากเห็นการทำความเข้าใจว่าทำไมรูปแบบที่เกิดขึ้นอาจนำไปสู่​​ความเข้าใจที่ดีของคลื่นไม่เชิงเส้นในมหาสมุทร

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

มีการพบปรากฏการณ์คลื่นใหม่ในของเหลว โดย physicists ในฝรั่งเศส โดยเขย่าอาหารทรงกระบอกเล็กของน้ำมันซิลิโคน ทีมสร้างคลื่นยืนที่ธรรมชาติหลากหลายรูปแบบ ดาวและรูปหลายเหลี่ยม
คำนวณแนะนำว่า รูปร่างที่เกิดจากไม่เชิงเส้นการโต้ตอบระหว่าง "คลื่นแรงโน้มถ่วง" – ชื่อคลื่นของเหลวใด ๆ ที่แรงโน้มถ่วงเป็นแรงคืนค่าหลัก นักวิจัยหวังว่า งานของพวกเขาอาจนำไปสู่ความเข้าใจอื่น ๆ คลื่นแรงโน้มถ่วงไม่เชิงเส้นเช่นสึนามิ และ rogue คลื่น
คลื่นแรงโน้มถ่วงทำงานในลักษณะเชิงเส้นตามปกติ – เหมือนคลื่นแสง – แต่โต้ไม่เชิงเส้นสามารถยังมีบทบาทสำคัญในวิธีการที่พวกเขาสร้าง และแพร่กระจาย แน่นอน physicists บางคิดว่า ลักษณะไม่เชิงเส้นอาจจะชอบคลื่นยักษ์ที่ "rogue" ที่สร้างขึ้นเป็นครั้งคราวในมหาสมุทรของโลก เพื่อศึกษาลักษณะไม่เชิงเส้น Jean Rajchenbach Didier Clamond และ Alphonse Leroux ที่มหาวิทยาลัยดีมองที่คลื่นแรงโน้มถ่วงในน้ำมันซิลิโคน น้ำและน้ำมันของเหลวทั้งสองทฤษฎี แต่หลังเป็นง่ายต่อการทำงานกับในห้องปฏิบัติการเนื่องจากความหนืดนั้นมากกว่าสนับสนุนคลื่นใหญ่คลื่น
สองชนิดคือคลื่น
ทดลองถูกทำในตื้นอาหารทรงกระบอกที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 9 ซม. และเต็มไป ด้วยน้ำมัน 7 มม อาหารถูกวางบนเวทีสั่นที่มีแนวตั้ง และทีมงานสามารถควบคุมพารามิเตอร์ที่สอง: ความถี่และความกว้างของการสั่นสะเทือน ด้วยความถี่ที่ 8 Hz ทีมพบว่า ในช่วงขนาดเล็ก สร้างขอบของภาชนะบรรจุคลื่นแพร่กระจาย ripples สร้าง inwards ที่ oscillate ที่ความถี่เดียวกันเป็นระยะ
แต่เป็นคลื่นเพิ่มขึ้นเกินประมาณ 1.55 มม. ไร ทวนเผยแพร่คลื่นสองปรากฏ เหล่านี้เป็นคลื่น "แรงเหวี่ยง" ที่ outwards ย้ายจากศูนย์กลางของจานและคลื่น "centripetal" ที่ย้ายจากขอบ inwards ในช่วงที่ค่อนข้างต่ำ นี้เป็นผลในรูปแบบคลื่นยืนของแหวน concentric
ตรวจสอบใกล้ชิดเปิดเผยว่า crests คลื่นแรงเหวี่ยง และ centripetal ครอส พวกเขาไม่เพียง superimpose เส้นคลื่นทำ แทน คลื่นพบกะระยะที่เห็นเมื่อสองข้ามเครื่องบินคลื่น solitons.
ดาวและด้านขนาน
เป็นคลื่น vibrational เพิ่มขึ้นอีกประมาณ 1.85 มม. ห้า "มุม" เริ่มปรากฏในยอดที่คลื่นสองข้าม นี้สร้างยอดรูปห้าเหลี่ยมที่สมมาตรกลมของจาน สุดท้าย เมื่อคลื่นที่ถูก cranked ค่า 1.95 มม. ยอด oscillated ระหว่างเพนตากอนและชี้ห้าดาว ด้วยความถี่ 8 Hz (ดูรูป) คุณลักษณะน่าทึ่งของโครงสร้างนี้สั่นได้คือ ว่า มันขึ้นอยู่กับรูปร่าง หรือขนาด ของ คอนเทนเนอร์ – และยังปรากฏในรูปสี่เหลี่ยมบรรจุ
เข้าใจพฤติกรรมแปลกประหลาดนี้ นักวิจัยที่ได้แรงบันดาลใจ โดยทฤษฎีที่อธิบายการก่อตัวของ quasicrystals ในของแข็งและ quasipatterns ในรูพรุนคลื่น – คลื่นเล็ก ๆ ในของเหลวที่ไม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง พวกเขาสร้างทฤษฎีที่ กล่าวว่า Clamond สามารถทำนายช่วงที่ระบบแปลงจากโครงแบบคลื่นยืนหนึ่งไปยังอีก – แต่น้ำตกขาดการคาดการณ์ซึ่งรูปร่างคลื่นยืนจะสมมติ
ทฤษฎีใหม่ต้อง
Clamond เชื่อว่า งานน้อยต้องพัฒนากรอบทฤษฎีใหม่สำหรับการทำความเข้าใจว่าทำไมแบบรูปร่าง แน่นอน เขา likens สถานการณ์ปัจจุบันกับเมื่อ physicists ไม่ได้มีความเข้าใจทฤษฎีดีของ solitons แต่เกินอธิบายปรากฏการณ์ห้องปฏิบัติการอยากรู้อยากเห็น เข้าใจเหตุเกิดรูปแบบอาจนำไปสู่ความเข้าใจดีของคลื่นในมหาสมุทรที่ไม่เชิงเส้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ปรากฎการณ์คลื่นลูกใหม่ในของเหลวได้รับการสนใจโดยนักฟิสิกส์ในประเทศฝรั่งเศส ด้วยการเขย่าอาหารมีขนาดพอเหมาะขนาดเล็กของน้ำมันซิลิโคนทีมที่สร้างขึ้นคลื่นยืนอยู่ที่สมัครใจเป็นกลุ่มที่รวมถึงรูปแบบของดาวและรูปหลายเหลี่ยม.
การคำนวณขนาดของแหล่งจ่ายไฟขอแนะนำให้ว่ารูปร่างที่มีสาเหตุมาจากการสนทนา nonlinear ระหว่าง"คลื่นแรงโน้มถ่วงโลก" - ชื่อที่กำหนดให้คลื่นน้ำยาที่แรงโน้มถ่วงโลกมีผลใช้บังคับการกู้คืนข้อมูลที่มี นักวิจัยกลุ่มนี้หวังว่างานของพวกเขาอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีกว่าของเกลียวคลื่นแรงโน้มถ่วงโลก nonlinear อื่นๆเช่นคลื่นสึนามิและคลื่นในทะเลปลอม.
คลื่นแรงโน้มถ่วงโลกตามปกติมีปฏิสัมพันธ์ในลักษณะตามแนวยาว - เหมือนกับคลื่นแสง - แต่การโต้ตอบ nonlinear สามารถมีบทบาทสำคัญในการสร้างและเผยแพร่ด้วย จริงๆแล้วบางคนก็คิดว่า nonlinear ผลจะเป็นผู้รับผิดชอบที่ขนาดใหญ่"อันธพาล"คลื่นที่มีในบางครั้งถูกสร้างขึ้นในที่ดินของท้องทะเลกว้าง. การศึกษาผลกระทบ nonlinear Jean rajchenbachDidier clamond และ alphonse Leroux นิทานเพลงเริ่มต้นด้วยสิ่งที่มหาวิทยาลัยที่สวยงามมองไปที่คลื่นแรงโน้มถ่วงโลกในน้ำมันซิลิโคน น้ำมันและน้ำมีทั้งของนิวตันน้ำ,แต่หลังมีความสะดวกในการใช้งานกับในที่ห้องปฏิบัติการเนื่องจากที่มีขนาดใหญ่กว่ามากกว่าค่าความหนืดสนับสนุน - แอมพลิจูดคลื่น.
สอง ประเภท ของคลื่น
ซึ่งจะช่วยให้มีการทดลองนำออกมาในน้ำตื้นเป็นอาหารที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 ซม.ในและเติมด้วย 7 มม.ของน้ำมันด้วย.อาหารที่ถูกนำมาวางลงบนเวทีในแนวตั้งแบบสั่นและทีมงานที่ไม่สามารถควบคุมพารามิเตอร์สองแอมพลิจูดและความถี่ของการสั่นสะเทือนได้ พร้อมด้วยความถี่ที่กำหนดไว้ที่ 8 Hz ,ทีมงานที่ได้รับความสนใจว่าที่ amplitudes ขนาดเล็กสร้างคลื่นที่อยู่ริมของ ภาชนะ บรรจุที่เผยแพร่เข้าด้านในการสร้างระลอกที่สองจิตสองใจที่ความถี่เดียวกันเนื่องจากเวทีได้.
แต่เป็นแอมพลิจูดนั้นเพิ่มขึ้นมากกว่าเกี่ยวกับ 1.55 มม.แต่ถึงอย่างไรก็ตามเคาน์เตอร์เกลียวคลื่นสอง - แพร่กระจายสู่ปรากฏขึ้น เหล่านี้เป็น"หอยโข่ง"คลื่นลูกที่จะย้ายออกไปจากศูนย์กลางของอาหารและ" centripetal "คลื่นที่จะเคลื่อนไหวด้านในจากขอบ. ที่ amplitudes ค่อนข้างต่ำซึ่งส่งผลให้ในรูปแบบคลื่นยืนอยู่ที่ตาไก่ห่วง.
เข้าใกล้การตรวจสอบพบว่าสถานที่ซึ่งถูกเหวี่ยงของเกลียวคลื่นและ centripetal ข้ามไม่ทับเป็นคลื่นตามแนวยาวไม่เลือก แทนคลื่นจะได้รับประสบการณ์การเปลี่ยนแปลงขั้นตอนที่เหมือนกับที่เคยเห็นเมื่อแอมพลิจูดข้าม.
ดาวและ pentagons
Vibrational Exercise เป็นที่สองเครื่องบินแบบมีคลื่น solitons เพิ่มขึ้นถึง 1.85 มม.ได้อีก"มุม"เริ่มจะปรากฏขึ้นในสมาพันธ์ที่สองคลื่นที่ข้าม โรงแรมแห่งนี้จะสร้างยอดเพนตากอนรูปทรงตัวแอลที่พักสมมาตรแบบกลมของอาหารจานนี้ ประการสุดท้ายเมื่อแอมพลิจูดที่เป็นข้อเหวี่ยงได้ถึง 1.95 มม.ยอด oscillated ระหว่างเพนตากอน(กระทรวงกลาโหม)และดาวห้า - ชี้ไปที่พร้อมด้วยความถี่ 8 Hz (ดู ภาพ )ที่น่ามหัศจรรย์ใจแห่งนี้โดดเด่นไปด้วยโครงสร้างเป็นชนิดส่ายว่ามันไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดและลักษณะของ ภาชนะ บรรจุ - และแม้แต่มาปรากฏตัวในรูปทรงสี่เหลี่ยมรูปทรงตัวแอลตู้คอนเทนเนอร์.
เพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมนี้น่ามหัศจรรย์ใจ,ที่นักวิจัยได้รับแรงบันดาลใจโดยทฤษฎีที่ได้อธิบายถึงการจัดตั้งของ quasicrystals ในของแข็งและ quasipatterns ในคลื่นซึ่งมีรูเล็ก - ขนาดเล็กคลื่นในน้ำที่ไม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงโลกพวกเขาจึงสร้างสรรค์ให้ทฤษฎีที่ว่า clamond ,สามารถทำนายได้ amplitudes ที่ระบบจะเปลี่ยนจากอีกคนหนึ่งยืนอยู่แบบมีคลื่นการตั้งค่าไปยังเครื่องอื่น - แต่อยู่ไม่ไกลนักมีการคาดเดาซึ่งรูปร่างที่ยืนอยู่คลื่นจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบ.

ทฤษฎีใหม่ต้อง clamond เชื่อว่างานมากขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นในการพัฒนาที่ใหม่ในทางทฤษฎีกรอบในการทำความเข้าใจว่าทำไมรูปร่างรูปแบบ. จริงๆแล้วเขาทะเลสาบเดดซี(สถานการณ์ในปัจจุบันเมื่อนักฟิสิกส์ไม่ได้มีความเข้าใจในทางทฤษฎีที่ดีของ solitons แต่เหนือกว่าอธิบายปรากฏการณ์ประหลาดในห้องทดลองที่ทำความเข้าใจว่าทำไมมีรูปแบบปรากฏออกมาไม่สามารถนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีกว่าของคลื่น nonlinear ในมหาสมุทร