211service.com
Rogue-microgolven kunnen helpen bij het verklaren van gekke oceaangolven
Zeelieden kennen en waren al lang bang voor de buitenissige golf die oceaanschepen aan gruzelementen kan slaan. Het was veel moeilijker om deze malafide golven te begrijpen.
Een vraag is hoe ze ontstaan. De standaardtheorieën over golfverstrooiing laten eenvoudigweg niet toe dat er zich schurkengolven vormen met een frequentie die in de buurt komt van de frequentie die anekdotisch bewijs zou suggereren.
Een ander probleem is het nabootsen van de omstandigheden die het mogelijk maken dat er zich in het lab malafide golven vormen, zodat elk nieuw denken kan worden getest.
Nu lijkt het alsof oceanografen een bruikbare laboratoriumanaloog hebben om het fenomeen freak wave te onderzoeken.
Eric Heller van de Harvard University en verschillende vrienden hebben al een tijdje malafide golven bestudeerd. Vandaag laten ze zien hoe microgolven zich voortplanten door een bos van verstrooiers die het team een quasi-tweedimensionale resonator noemt met willekeurig verdeelde verstrooiers, die elk een r^−2-afstotend potentieel nabootsen.
De resultaten zijn fascinerend omdat ze duidelijk laten zien dat de malafide golven (of hotspots in microgolftermen) vaker voorkomen dan het conventionele denken (de wet van Rayleigh voor de golfhoogteverdeling) toestaat. In feite zegt het team dat de kans in hun opzet dat een malafide golf verschijnt 15 ordes van grootte groter is dan de Rayleigh-statistieken voorspellen. Ze schrijven het verschil toe aan straalbreking in plaats van aan resonantie-effecten, zoals conventioneel denken zou kunnen veronderstellen.
Dat soort modellering kan nuttige implicaties hebben voor oceanografen die vreemde golven willen bestuderen, maar ook voor astronomen die de verstrooiing die het fonkelen van licht van sterren veroorzaakt beter willen modelleren. Heller en co suggereren zelfs dat malafide hotspots verantwoordelijk kunnen zijn voor het laseren dat optreedt bij willekeurige lasers.
Aangezien malafide golven alomtegenwoordig lijken te zijn dan iemand ooit had gedacht, zullen we ze waarschijnlijk zien opduiken om allerlei afwijkend gedrag te verklaren. Ze kunnen zelfs de moeite waard zijn om te exploiteren als iemand een manier kan vinden om de niet-lineaire fysica naar hun hand te zetten.
Referentie: arxiv.org/abs/0909.0847 : Freak Waves in the Linear Regime: A Microwave Study