Математик РУДН впервые описал движение волн в плоской ленте из плазмы

Математик РУДН впервые описал движение волн в плоской ленте из плазмы

Математик из РУДН впервые доказал теорему существования и единственности решений уравнения Захарова-Кузнецова в полосе. Такие теоремы для уравнений в частных производных – большая редкость. Новые результаты можно применять, в частности, в астрофизике, при описании распространения плоских волн в плазме. Статья опубликована в журнале Nonlinear Analysis: Real World Applications.

Уравнение Захарова-Кузнецова — это уравнение на одну функцию от двух переменных x и y. С точки зрения физики x - это направление распространения волны, а деформация среды происходит вдоль перпендикулярного направления y. Так, например, выглядит колебание струны гитары - волна бежит по струне, при этом колебания происходят в перпендикулярном относительно бега волны направлении.

Существует большое количество результатов, которые описывают решения уравнений Захарова-Кузнецова в случае, когда по y нет ограничений. Но вопрос распространения волны в полосе — когда y ограничен — до последнего времени был почти не изучен. И это несмотря на то, что у такой постановки задачи есть физический смысл, и, следовательно, потенциальные приложения.

Математики РУДН разобрались с уравнением Захарова-Кузнецова в полосе. Они изучили три основных случая - когда на границе полосы колебаний нет, когда на этой же границе нет тока и когда граничные условия имеют периодическую структуру. Последний случай соответствует распространению волн в среде, структура которой периодична по x.

Во всех этих случаях математикам удалось доказать теоремы существования и единственности решений. Для систем уравнений в частных производных, к которым относится уравнение Захарова-Кузнецова, такие уравнения - большая редкость. Для решений уравнения с начальными условиями в полосе это первые подобные результаты. Плоские потоки плазмы с граничными условиями, которые рассматривали ученые РУДН, могут встречаться в физике и астрофизике.

Уравнения Захарова-Кузнецова относятся к более широкому классу уравнений, известных как уравнения типа Кортвега-де Фриза. При изучении этого класса уравнений впервые удалось описать солитоны - волны, форма которых при движении не меняется. Физики рассматривают солитоны как инструмент для работы современных оптических систем передачи данных. Изучение солитонов, которые могут возникать в уравнениях Захарова-Кузнецова, — один из вариантов развития работы, проделанной математиками из РУДН.

Статья в журнале Nonlinear Analysis: Real World Applications

Новости
Все новости
Наука
10 ноября
Материал с повышенной долговечностью: аспирантка РУДН выиграла полмиллиона рублей за свою разработку на конкурсе «УМНИК-2025»

Аспирант инженерной академии РУДН Юлианна Морозова вошла в число финалистов одного из престижных проектов Фонда содействия инновациям (ФСИ) — конкурса «УМНИК-2025». И получила индивидуальный грант в размере 500 тысяч рублей на научные исследования по направлению «Н3. Новые материалы и химические технологии».

Наука
29 октября
«Наука Спасёт Общество!»: председатель НСО института иностранных языков РУДН — об успехах организации и планах на будущее

Научное студенческое сообщество института иностранных языков РУДН в этом году заняло второе место на конкурсе среди вузовских НСО. И не спроста — научные кружки ИИЯ регулярно побеждают в различных конкурсах, а активисты общества организовывают для студентов встречи с представителями их будущих профессий, разговорные языковые клубы, экскурсии и множество других полезных мероприятий.

Наука
16 октября
Студентка РУДН победила в секции «Биотехнология» на российском форуме OpenBio

В конце сентября прошёл XII Российский форум биотехнологий OpenBio. Это крупное мероприятие, которое объединяет представителей науки, бизнеса и государства для решения задач по обеспечению устойчивого развития биотехнологической отрасли и экономики страны. В его программе были экспертные дискуссии, круглые столы, выступления лидеров отрасли, мастер-классы, презентации технологий и оборудования.