Solitones, las ondas solitarias

Esta entrada está basada en el póster presentado por la matemática Cristina Sardón en un concurso en 2014 en la Universidad de Salamanca, en el que resultó ganador. Refleja la investigación de la autora sobre  la integrabilidad de ecuaciones de evolución cuyas soluciones son fundamentalmente solitones, es decir, cierto tipo de ondas. La  transcendencia física de estas ondas se refleja en la gran cantidad de ambientes diferentes en los que aparecen: señales neuronales, en los sistemas genéticos, en los tsunamis, en la galaxia… hasta en una portada del grupo inglés Joy Division.
Change of speed, change of speed
Change of style, with no regrets
A chance to watch, admire the distance
Still occupied though you forget 
Different colors, different shades
Over each mistakes were made, I took the blame
Directionless, so plain to see
Loaded gun won’t set you free, so you say We’ll share a drink and step outside
An angry voice and one who cried
Joy Division, New Dawn Fades, del albúm Unknown Pleasures

¿Qué es un soliton?

Un solitón es una onda solitaria que se propaga sin deformarse en un medio no lineal. El primero en observarla fue John Scott Russel (1808-1882), ingeniero escocés, al estudiar la propagación de ondas acuáticas en canales poco profundos. Para su sorpresa, la onda producida de la detención brusca de una barcaza tirada por dos caballos a ambos extremos del canal, era de gran altura, bien diferenciable y no parecía debilitarse, es decir, aparentemente no variaban su forma ni velocidad. A este tipo de onda se la denominó onda solitónica o un solitón.

En el primero de los siguientes gráficos se aprecia la evolución a lo largo del tiempo de un solitón unidimensional en un plano propagándose en una dirección recta. En la foto de la derecha vemos otro solitón en el espacio con su evolución temporal, propagándose en línea recta.

 Los solitones se componen de dos partes fundamentales: la envoltura y las ondas portadoras.

Las ondas portadoras del solitrón se comportan de una manera muy concreta. En un paquete de ondas, dependiendo de cómo se comporten las ondas portadoras, es decir, de si continúan propagándose en forma de paquete sin distorsionarse o de si unas se aceleran frente a las otras, como es visible en la siguiente fotografía (bien se distorsionan al principio o al final del paquete), aparecen dos efectos que rompen su simetría. El primero es la dispersión, debida a que cada frecuencia de onda se propaga a diferentes velocidades (por eso unas ondas de las portadoras adelantan a las otras); y el segundo es el llamado efecto Kerr, que produce un efecto similar, debido a las no-linealidades del medio en que se propague la onda: un cable, el agua, etc. En aquellos casos en que estos dos efectos se compensen y el paquete de ondas se mantenga intacto, surgirán los solitones. 

Los solitones pueden tener diferentes longitudes de onda (o frecuencias) en cualquier rango del espectro elctromágnetico. A mayor frecuencia, mayor energía tendrán los solitones.

 Tipos de solitones

Los solitones pueden ser de diferentes tipos dependiendo de la forma de su cresta. Los solitones habituales tienen forma suave, es decir, no presentan cambios abruptos. Cuando las crestas presentan un pico, se llaman picones. Los kinks son producidos por una perturbación como en la foto y los lumps, son solitones a medio camino entre los clásicos y los picones.

 

 

La importancia de los solitones es que aparecen en muchos ambientes diferentes. A continuación se listan algunos ejemplos:

En láseres

Los solitones pueden inducirse en un laboratorio. Se producen a partir de condiciones específicas en la luz de un láser. La luz láser, al atravesar un medio con un determinado índice de refracción, produce un efecto no lineal, en el que la dispersión y el efecto Kerr puedan compensarse, de ahí, los solitones.

Incluso es posible generar multisolitrones. El problema de la transmisión de muchos solitones simultáneamente es que la señal puede mezclarse y dar lugar a efectos caóticos.

En el cuerpo humano

Las señales externas (acústicas, visuales) son convertidas en señales eléctricas que se transmiten a través de las neuronas. Algunas de ellas, son ondas solitónicas. La foto debajo, derecha representa una señal de neuroactividad con superposición caótica de solitones.

En genética

El sistema genético de los organismos vivos también opera en niveles de ondas y es capaz de transferir datos a través de ondas electromagnéticas y acústicas en forma de solitones.

El sistema genético se puede describir como la triple unidad de su organización estructural y funcional consistente en estructuras holográficas, de solitones y fractales. Recientemente la ciencia ha realizado un gran salto en sus avances respecto a esta teoría y ha llevado a cabo experimentos reproducibles, resultando en la presentación de la teoría del genoma de ondas.

En olas del mar

Los solitones pueden apreciarse en las olas del mar. El fenómeno se produce en zonas de aguas poco profundas. Las fotos superiores fueron tomadas en el estrecho de Gibraltar. Cuando el viento sopla, las olas del mar toman la forma de solitones tipo picón. Las fotos inferiores son del mar del Caribe. Observamos la colisión de dos solitones.

 

Tsunamis

Los tsunamis surgen de un efecto de propagación de ondas solitónicas. El mecanismo es el siguiente:

1. Existen varias ondas, de diferentes alturas.

2. El efecto no lineal da lugar a la propagación de las ondas con una velocidad proporcional a su altura. Cuanta mayor sea la altura de la cresta, mayor será la velocidad con la que se propaguen.

Por eso, los tsunamis son impredecibles. La primera onda que llega, es la de mayor altura y la devastadora. El efecto de propagación surge empezando por las ondas más grandes hasta llegar a las menores. Si el efecto de propagación se produjera comenzando por las ondas más pequeñas, podríamos predecirlos y evitarlos.

 

En galaxias

Un púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación periódica. Los púlsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el periodo de rotación del objeto. Las ondas emitidas son solitones. La primera señal registrada de radiación pulsar se corresponde con la foto de la derecha. La imagen fue popularizada como portada del disco Unknown pleasures del grupo post-punk Joy Division.

Las estrellas de neutrones que giran tan rápidamente se expanden en su ecuador debido a esta velocidad vertiginosa. Esto también implica que estas estrellas tengan un tamaño de unos pocos miles de metros, entre 10 y 20 kilómetros.

Comunicaciones

Las fibras ópticas son soportes para enviar información a través de internet. Son cables con recubrimientos de diferentes índices de refracción que ayudan al transporte sin pérdidas energéticas y con gran eficacia. Como explicamos anteriormente, los indices de refracción juegan un papel importante en la velocidad de propagación de la onda, dependiendo de su frecuencia. Así, surgen efectos que pueden dar lugar a la dispersión del paquete de ondas. Que posteriormente, de alguna manera se compense, y surjan solitones. La información enviada a través de fibra óptica también puede tener caracter de solitón.

 

En tecnología

Las señales eléctricas en muchas clases de dispositivos electrónicos pueden descomponerse en un conjunto de ondas de diferentes frecuencias. En particular, muchas de las ondas en las que pueden descomponerse pueden tener carácter solitónico.

 

En la imagen anterior se muestra como se transmiten solitones a través del cable. La retransmisión de la señal a veces consta de una gran superposición de ondas y puede convertirse en caótica.

En el caso de señales bien definidas, como por ejemplo la señal binaria de un ordenador, la retransmisión se hace en impulsos (deltas de Dirac) que con la dispersión pueden convertirse en solitones. Los ordenadores funcionan por un código binario de dos elementos {0,1}. Cualquier combinación de ceros y unos da lugar a una señal concreta cuya decodificación produce una acción (por ejemplo, recibir un paquete de datos…). Podemos asociar al elemento cero una ausencia de señal y al uno, la existencia de una señal electrica, el solitón propagándose.

____________

Christina Sardón es investigadora postdoctoral.

Compartir:

Entradas relacionadas

372 comentarios

  1. Обращаем внимание, что таблица носит ознакомительный характер. Точную программу лечения и финальную цену определяет врач после осмотра и необходимых анализов. Врач нарколог бесплатно ответит на все ваши вопросы по услуге вывода из запоя на дому и оформит вызов врача.
    Ознакомиться с деталями – vyvod-iz-zapoya-cena

  3. Сегодня легко вызвать нарколога на дом в балашиху круглосуточно, просто позвонив по единому телефону нашего специализированного центра в любое время суток, любой день (даже в выходные и праздники). Нарколог на дом в Балашихе — экстренная помощь при алкогольной и наркотической зависимости. Если ваш близкий человек страдает от запоя или отравления алкоголем, не ждите — срочный вызов врача на дом позволит быстро стабилизировать состояние и избежать тяжёлых последствий. Наша наркологическая клиника предлагает полный комплекс услуг: вывод из запоя, кодирование, детоксикацию, психотерапию и реабилитацию. Опытные специалисты выезжают по любому адресу в Балашихе и ближайшим районам Московской области. Мы работаем круглосуточно, гарантируем полную анонимность и конфиденциальность — никакие данные не передаются третьим лицам, а врач приезжает без опознавательных знаков.
    Подробнее можно узнать тут – vyzov-narkologa-na-dom

  4. Основой лечения алкогольного запоя на дому является инфузионная терапия — капельница, состав которой подбирает опытный нарколог после осмотра пациента. Медикаментозное лечение алкоголизма включает ускоренный вывод продуктов распада этанола из крови, восстановление самочувствия и устранение симптомов похмелья. Очищение организма после установки капельницы позволит в короткое время привести пациента в осознанное состояние и существенно облегчит последствия абстинентного синдрома. Для снятия тревоги, бессонницы и депрессии дополнительно назначаются седативные и психотерапевтические средства. Во многих случаях — да: в частной клинике платная помощь включает выездную стабилизацию, чтобы анонимно и быстро провести необходимые процедуры на месте. Вызов нарколога на дом оплачивается по доступным ценам, а первичная консультация по телефону предоставляется бесплатно. Лечение алкоголизма требует комплексного подхода, поэтому после детокса врач рекомендует дальнейшую программу: кодирование, психотерапию, реабилитацию.
    Получить дополнительные сведения – narkolog-na-dom-moskovskij

  5. звоните круглосуточно по телефону горячей линии клиники: наши специалисты готовы оказать необходимую помощь в решении проблемы алкогольной зависимости.
    Углубиться в тему – вывод из запоя цена в сочи

  6. Реабилитация 12 шагов в Москве — это программа лечения зависимости, которая помогает человеку после наркотической, алкогольной или смешанной аддикции перейти от хаотичных попыток бросить к последовательной работе над собой. Программа 12 шагов применяется при наркомании, алкоголизме, лудомании, игромании, созависимости и других формах химической зависимости. Ее цель — помочь человеку признать болезнь, прекратить употреблять психоактивные вещества, получить опору, научиться жить трезво и постепенно вернуть способность управлять своими решениями.
    Изучить вопрос глубже – 12-shagov-reabilitacii

  8. Лечение хронического алкоголизма в стационаре Балашихи. Наши специалисты помогут вам преодолеть зависимость и вернуться к нормальной жизни.
    Ознакомиться с деталями – врач вывод из запоя балашиха

  9. Наркологическая помощь клиники направлена не только на снятие острого состояния, но и на дальнейшее лечение алкогольной зависимости. Вывод из запоя на дому подходит пациенту, если нет признаков тяжелого отравления, психоза, судорог и опасных осложнений. Если состояние больного тяжелое, врач может рекомендовать лечение в стационаре клиники, где пациент находится под наблюдением медицинской команды, а терапия проходит безопаснее.
    Ознакомиться с деталями – помощь вывод из запоя

  10. Все необходимые услуги для сохранения здоровья пациентов нашей клиники оказывают высококвалифицированные специалисты с большим опытом работы. В штате центра — наркологи, психиатры, психотерапевты, клинические психологи, которые ежедневно помогают людям вернуться к здоровой жизни. Мы используем только сертифицированные лекарственные препараты и современное оборудование, что гарантирует безопасность и эффективность процедур. Персонал отделения — это опытные медсестры, которые обеспечивают комфортное пребывание и круглосуточный уход. Администраторы и координаторы всегда на связи, готовы ответить на любые вопросы и оформить запись на прием.
    Выяснить больше – очищение организма от наркотиков москва

  11. Профилактика рецидивов после запоя в стационаре Балашихи. Мы поможем вам предотвратить повторные случаи запоя и поддержим вас на пути к трезвой жизни.
    Получить больше информации – вывод из запоя с выездом в балашихе

  13. Miso One AI Lab lets you play with live voice cloning and expressive speech prompts like a mad scientist, but with way less ethical baggage. It’s a solid sandbox for testing voice agents without having to record yourself saying “hello” a hundred times.

  14. Нарколог на дом приезжает в экстренных и неотложных ситуациях и быстро оценивает состояние и сразу начинает необходимые процедуры. Врач может провести вывод из запоя, снятие абстинентного синдрома, медикаментозное вытрезвление, стабилизацию давления, инфузионную терапию, подбор лекарств, мотивационную беседу и первичный план восстановления. Помощь оказывается анонимно, без постановки на учет, без лишних опознавательных знаков и без передачи персональных данных третьим лицам.
    Разобраться лучше – http://narkolog-na-dom-v-novorossijske3.ru

  17. Нарколог на дом в Балашихе с выездом врача, оценкой состояния и оказанием необходимой помощи в наркологической клинике «Похмельная служба».
    Подробнее – нарколог капельница на дом

  18. Главная задача при любом обращении, связанном с длительным употреблением спиртных напитков, — оперативное очищение организма от продуктов распада этанола и других токсических веществ, восстановление работы жизненно важных органов и систем. Капельница от запоя на дому – безопасный способ снять абстинентный синдром и очистить кровь от токсинов, благодаря чему организм быстрее справится с отравлением и восстановит свои функции. В нашем московском центре наркологии работает круглосуточная служба экстренной наркологической помощи: врач-нарколог приедет по указанному адресу в Москве анонимно, проведет осмотр и поставит инфузионную капельницу, подобрав оптимальный состав с учетом тяжести состояния, хронических заболеваний и данных анамнеза. Своевременное обращение к опытным специалистам позволяет избежать серьезных осложнений и негативных последствий запоя, таких как нарушение сердечного ритма, скачки артериального давления, судороги, сильные боли в области сердца, острый панкреатит или развитие алкогольного психоза. Если нужна срочная помощь, не откладывайте — капельница способна быстро стабилизировать состояние и запустить правильную схему восстановления.
    Подробнее – капельница от запоя

  20. Обратиться за помощью стоит, если состояние больного ухудшается, человек не может самостоятельно остановить употребление алкоголя, агрессивно ведет себя, жалуется на боли, бессонницу, тревогу, депрессии, рвоту, тремор, сильную интоксикацию или физические симптомы отмены. В таких случаях важно действовать быстро: срочный вызов нарколога на дом снижает риск осложнения, отравления, судорог и последствий длительного запоя.
    Получить больше информации – врач нарколог на дом

  21. Современная наркологическая клиника и наркологический диспансер работают с похожими проблемами: алкоголизма, наркомании, зависимости, запоя, ломки, интоксикации, отравлении алкоголем, употребления наркотиков, лекарственной перегрузки и расстройства нервной системы. Но лечение в клинике и лечение в диспансере отличаются по скорости обращения, приватности, условиям, работе специалистов, возможности вызова нарколога на дому, участию родственников, уровню комфорта, формату наблюдения и маршруту реабилитации. Если человеку нужна капельница, вывод из запоя, экстренное вмешательство, консультация нарколога, прием психиатра, помощь психолога или лечение зависимости без лишней огласки, частный центр часто оказывается удобнее. Если требуется справка, учет, официальное наблюдение, направление для суда или длительное сопровождение, диспансер может быть подходящим вариантом.
    Изучить вопрос глубже – вывод из запоя

  22. Лечение зависимости от алкоголя в стационаре Балашихи. Наши специалисты приедут к вам домой и проведут все необходимые процедуры.
    Получить дополнительные сведения – вывод из запоя капельница

  24. Главный принцип профессиональной наркологической помощи — не просто вывести человека из запоя, а стабилизировать организм, предупредить осложнения сердечно-сосудистой системы, печени, почек, головного мозга и нервного баланса. При длительного употребления алкоголя организм теряет жидкость, калий, витамины, нарушается водно-электролитный обмен, повышается нагрузка на сердце, поджелудочную железу и печень. Поэтому лечение запоя должно проводиться индивидуально, с использованием инфузионной терапии, лекарственной поддержки, контроля показателей и рекомендаций для дальнейшего восстановления.
    Подробнее – вывод из запоя в стационаре геленджик

  25. Алкоголь является сильным наркотиком, зависимость формируется и на физиологическом, и на психологическом уровне, поэтому такое состояние требует комплексной работы сразу нескольких специалистов. Нарколог, врач общей практики, психолог, психотерапевт, психиатр и реабилитационный персонал помогают разобраться, почему человек начал пить, почему не может выйти из запоя самостоятельно, какие проблемы семьи усиливают употребление спиртного и нужна ли госпитализация. Главный вопрос при обращении — не только как быстро прокапаться, а как провести полный путь от детоксикации до устойчивой трезвости.
    Исследовать вопрос подробнее – вывод из запоя в анапе

  27. Специалисты регулярно помогают при интоксикации, запоях, абстиненции и сложных состояниях зависимости.
    Получить дополнительные сведения – kapelnica-vyvod-ot-zapoya

  29. Помощь можно получить анонимно, с аккуратным оформлением и внимательным отношением к личным данным.
    Исследовать вопрос подробнее – вызов нарколога на дом

  31. Вывод из запоя в стационарных условиях тоже попадает под этот критерий, необходимо приложить усилия для того, чтобы человек осознал наличие проблемы и согласился на терапию. Многие пациенты пытаются бросить пить самостоятельно, но в домашних условиях невозможно обеспечить должный уровень безопасности и эффективности. В стационаре пациент находится под постоянным наблюдением врача-нарколога, что особенно важно при риске алкогольного психоза, судорог и тяжелой интоксикации. Экстренный вывод из запойного состояния и медикаментозное лечение не избавят человека от алкогольной зависимости, а лишь на время вернут к нормальной жизни. Поэтому так важно продолжить лечение в стационаре, где доступно комплексное воздействие на физическое и психическое здоровье, а также восстановление функций внутренних органов.
    Узнать больше – kruglosutochnyj-vyvod-iz-zapoya-balashiha

  33. Вывод из запоя нужен, когда зависимый не может прекратить употребление спиртного без медицинской поддержки. Лечение запоя в клинике или на дому строится вокруг оценки самочувствия, осторожной детоксикации, восстановления организма и выбора дальнейшего лечения алкоголизма. Врач подбирает формат помощи после осмотра: для одного обратившегося достаточно капельницы на дому, другому обратившемуся требуется стационар, наблюдение и более длительное лечение.
    Выяснить больше – вывод из запоя недорого

  35. Перед тем как принять решение о вызове специалиста, важно адекватно оценить состояние зависимого. Наши врачи рекомендуют немедленно обратиться за помощью при появлении следующих признаков:
    Подробнее можно узнать тут – москва капельница от алкоголя

  40. В клинике лечение запоя рассматривается как первый этап, а не как единственная мера. Вывод из запоя снижает выраженность алкогольной интоксикации, но лечение алкоголизма продолжается после стабилизации. Нарколог объясняет, какие методы подходят пациенту, как быстро можно начать лечение, когда допустимо кодирование и почему реабилитация в стационаре иногда безопаснее, чем помощь на дому.
    Ознакомиться с деталями – помощь вывод из запоя в геленджике

  43. Помощь оказывают врачи с практикой в наркологии, психиатрии и восстановительной терапии.
    Исследовать вопрос подробнее – vyvod-iz-zapoya-v-stacionare-moskvy

  45. Наркологическая помощь в стационаре — это шанс прервать замкнутый круг и сделать первый шаг к восстановлению. В стационаре рядом находится врач, средний медицинский персонал, медсестры и специалисты наркологии, которые контролируют пульс, давление, сон, реакции на препараты и динамику улучшения. Такой подход особенно важен при длительных запоях, когда организм человека уже истощен, а самостоятельный выход из запоя становится опасен для жизни.
    Подробнее тут – вывод из запоя в стационаре геленджик

  47. Главная задача при любом обращении, связанном с длительным употреблением спиртных напитков, — оперативное очищение организма от продуктов распада этанола и других токсических веществ, восстановление работы жизненно важных органов и систем. Капельница от запоя на дому – безопасный способ снять абстинентный синдром и очистить кровь от токсинов, благодаря чему организм быстрее справится с отравлением и восстановит свои функции. В нашем московском центре наркологии работает круглосуточная служба экстренной наркологической помощи: врач-нарколог приедет по указанному адресу в Москве анонимно, проведет осмотр и поставит инфузионную капельницу, подобрав оптимальный состав с учетом тяжести состояния, хронических заболеваний и данных анамнеза. Своевременное обращение к опытным специалистам позволяет избежать серьезных осложнений и негативных последствий запоя, таких как нарушение сердечного ритма, скачки артериального давления, судороги, сильные боли в области сердца, острый панкреатит или развитие алкогольного психоза. Если нужна срочная помощь, не откладывайте — капельница способна быстро стабилизировать состояние и запустить правильную схему восстановления.
    Детальнее – капельница вывод от запоя

  48. Запойное состояние характеризуется не только физической, но и тяжелой психической зависимостью, когда человек уже не способен самостоятельно отказаться от алкоголя. Регулярное поступление этанола провоцирует глубокое нарушение обменных процессов и критическое обезвоживание. В подобной ситуации срочный вызов нарколога становится единственно верным решением, позволяющим предотвратить развитие необратимых последствий. Инфузионное введение лекарственных растворов восстанавливает объем циркулирующей крови и нормализует деятельность мозга, сердца и выделительных органов. Если ваш близкий говорит, что ему плохо и он чувствует общую слабость, не ждите ухудшения — заказать обратный звонок и вызвать врача можно прямо сейчас, даже в период праздников. В нашей клинике также можно получить консультацию нарколога и записаться на кодирование от алкоголизма.
    Подробнее тут – [url=https://kapelnica-ot-zapoya-v-moskve14-3.ru/]капельница от алкоголя после запоя[/url]

Deja un comentario