Home Tehnoloģija Okeāna viļņu slēptā matemātika

Okeāna viļņu slēptā matemātika

35
0

2011. gadā Dekoninks un Oliverass simulēja dažādus traucējumus ar augstākām un augstākām frekvencēm un vēroja, kas notiek ar Stoksa viļņiem. Kā viņi gaidīja, traucējumiem, kas pārsniedz noteiktu frekvenci, viļņi saglabājās.

Guess, kad pāris turpināja iezvanīt frekvenci, viņi pēkšņi atkal sāka redzēt iznīcināšanu. Sākumā Oliverass uztraucās, ka datorprogrammā ir kļūda. “Daļa no manis domāja, ka tas nevar būt pareizi,” viņa teica. “Guess jo vairāk es raku, jo vairāk tas saglabājās.”

Faktiski, palielinoties traucējumu biežumam, parādījās mainīgs modelis. Vispirms bija frekvenču intervāls, kurā viļņi kļuva nestabili. Tam sekoja stabilitātes intervāls, kam sekoja vēl viens nestabilitātes intervāls un tā tālāk.

Dekoninks un Oliverass publicēja savus atklājumus kā pretintuitīvs minējums: ka šis nestabilitātes arhipelāgs stiepjas līdz bezgalībai. Viņi visus nestabilos intervālus sauca par “izolu” — itāļu valodas vārdu “salas”.

Tas bija dīvaini. Pārim nebija izskaidrojuma, kāpēc nestabilitāte atkal parādās, nemaz nerunājot par bezgalīgi daudzām reizēm. Viņi vismaz gribēja pierādījumu, ka viņu pārsteidzošais novērojums bija pareizs.

Bernards Dekoninks un Keitija Oliverasa atklāja dīvainu modeli viļņu stabilitātes skaitļošanas pētījumos.

Fotogrāfija: ar Bernarda Dekoninka atļauju

Okeāna viļņu slēptā matemātika

Fotogrāfija: ar Keitijas Oliverasas atļauju

Gadiem ilgi neviens nevarēja panākt progresu. Pēc tam 2019. gada seminārā Dekoninks vērsās pie Maspero un viņa komandas. Viņš zināja, ka viņiem ir liela pieredze, pētot viļņveidīgu parādību matemātiku kvantu fizikā. Varbūt viņi varētu izdomāt veidu, kā pierādīt, ka šie pārsteidzošie modeļi izriet no Eilera vienādojumiem.

Itāļu grupa nekavējoties ķērās pie darba. Viņi sāka ar zemāko frekvenču kopu, kas, šķiet, izraisīja viļņu nāvi. Pirmkārt, viņi izmantoja fizikas metodes, lai attēlotu katru no šīm zemfrekvences nestabilitātēm kā masīvus vai matricas no 16 skaitļiem. Šie cipari ir kodēti kā pieaugs nestabilitāte un laika gaitā izkropļo Stoksa viļņus. Matemātiķi saprata, ka, ja viens no skaitļiem matricā vienmēr būtu nulle, nestabilitāte nepalielināsies un viļņi dzīvotu tālāk. Ja skaitlis būtu pozitīvs, nestabilitāte pieaugtu un galu galā iznīcinātu viļņus.

Lai parādītu, ka šis skaitlis bija pozitīvs pirmajai nestabilitātes partijai, matemātiķiem bija jāaprēķina milzīga summa. Lai to atrisinātu, bija vajadzīgas 45 lappuses un gandrīz gads. Kad viņi to bija izdarījuši, viņi pievērsa uzmanību bezgalīgi daudzajiem augstākas frekvences viļņu iznīcināšanas traucējumu intervāliem — izolācijai.

Pirmkārt, viņi izdomāja vispārīgu formulu — vēl vienu sarežģītu summu —, kas dotu viņiem vajadzīgo skaitu katrai izolai. Pēc tam viņi izmantoja datorprogrammu, lai atrisinātu formulu pirmajam 21 izolam. (Pēc tam aprēķini kļuva pārāk sarežģīti, lai dators tos varētu apstrādāt.) Visi skaitļi bija pozitīvi, kā gaidīts, un šķita, ka tie sekoja vienkāršam modelim, kas nozīmēja, ka tie būs pozitīvi arī visam pārējam izolam.

avots