論文の概要: Nonlinear wave dynamics on a chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.13001v1
- Date: Thu, 17 Apr 2025 15:11:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-18 14:35:13.326292
- Title: Nonlinear wave dynamics on a chip
- Title（参考訳）: チップ上の非線形波動ダイナミクス
- Authors: Matthew T. Reeves, Walter W. Wasserman, Raymond A. Harrison, Igor Marinkovic, Nicole Luu, Andreas Sawadsky, Yasmine L. Sfendla, Glen I. Harris, Warwick P. Bowen, Christopher G. Baker,
- Abstract要約: チップスケールで量子可能なウェーブフルームを実演する。
ウェーブ・フラムは、ナノメートルの厚さの超流動ヘリウム膜と光学的相互作用を利用して、極端に地上に流れているものを上回る非線形性を達成する。
測定の結果、波の急激化、衝撃フロント、ソリトン核分裂が明らかになった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Shallow water waves are a striking example of nonlinear hydrodynamics, giving rise to phenomena such as tsunamis and undular waves. These dynamics are typically studied in hundreds-of-meter-long wave flumes. Here, we demonstrate a chip-scale, quantum-enabled wave flume. The wave flume exploits nanometer-thick superfluid helium films and optomechanical interactions to achieve nonlinearities surpassing those of extreme terrestrial flows. Measurements reveal wave steepening, shock fronts, and soliton fission -- nonlinear behaviors long predicted in superfluid helium but never previously directly observed. Our approach enables lithography-defined wave flume geometries, optomechanical control of hydrodynamic properties, and orders of magnitude faster measurements than terrestrial flumes. Together, this opens a new frontier in hydrodynamics, combining quantum fluids and nanophotonics to explore complex wave dynamics at microscale.
- Abstract（参考訳）: 浅瀬波は非線形流体力学の顕著な例であり、津波や不規則波などの現象を引き起こしている。
これらの力学は典型的には数百mの波の流速で研究される。
ここでは、チップスケールで量子可能なウェーブフルームを実演する。
ウェーブ・フラムは、ナノメートルの厚さの超流動ヘリウム膜と光学的相互作用を利用して、極端に地上に流れているものを上回る非線形性を達成する。
測定の結果、波の急激化、衝撃フロント、ソリトン核分裂が明らかになった。
提案手法は,リソグラフィで定義されたウェーブ・フラム・ジオメトリ,流体力学特性の光学的制御,地上のフラムよりも桁違いに高速な測定を可能にする。
これにより、量子流体とナノフォトニクスを組み合わせて、マイクロスケールでの複雑な波動力学を探求する、流体力学の新しいフロンティアが開かれる。
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