Solitón

Un solitón é unha onda solitaria que se propaga sen se deformar mentres mantén a velocidade constante. Ocorre en fenómenos físicos e está causado por un delicado equilibrio entre efectos non lineais e dispersivos no medio ("efectos dispersivos" reférense á relación entre a frecuencia e a velocidade da onda no medio). Non é fácil definir exactamente o que é un solitón. Drazin e Johnson (1989) descríben os solitóns como as solucións de ecuacións diferenciais non lineais que:

1. representan ondas dunha feitura permanente.
2. están localizadas, de xeito que decaen ou achéganse a un valor constante no infinito.
3. poden interactuar fortemente con outros solitóns, mais emerxen da colisión sen cambios á parte do desprazamento de fase.

Existen outras definicións máis formais, pero requiren matemáticas substanciais. Por outra banda, algúns científicos usan o termo solitón para fenómenos que non teñen dabondo as tres propiedades (por exemplo, as 'bala de luz' da óptica non lineal chámanse solitóns aínda que perden enerxía na súa interacción).

O fenómeno asociado foi descrito por primeira vez polo escocés John Scott Russell (1808 - 1882) que o observou na propagación dunha onda ao longo dunha canle de auga. Seguiuna durante varios quilómetros, e observou que a onda non parecía debilitarse ao remontar a corrente. Describeu o descubrimento desta forma:

"Estaba eu a observar o movemento dun bote que estaba a ser arrastrado nunha canle estreita rapidamente por unha parella de cabalos; entón o bote parou de repente (non así a masa de auga na canle que o puxera en movemento; acumulouse na proa nun estado de axitación violenta, e entón, deixándoo detrás, rolou a gran velocidade, tomando a forma dunha morea de auga en elevación solitaria, redondeada, suave e ben definida, a cal continuou o seu curso ao longo da canle aparentemente sin trocar de forma nin diminuír a velocidade. Seguina dacabalo e seguiu rolando a unhas 8 ou 9 millas por hora, preservando a súa forma inicial duns 10 metros de longo e algo menos de medio metro de alto. A altura foi diminuíndo gradualmente, e despois dunha persecución dunha ou dúas millas, perdina nunha volta do canal. Esta, no mes de agosto de 1834, foi a miña primeira oportunidade de verme con ese fenómeno tan singular e belo, ao que lle chamei 'onda de Translación'".

O uso de solitóns foi proposto en 1973 por Akira Hasegawa, dos laboratorios Bell da empresa AT&T, para mellorar o rendemento das transmisións nas redes ópticas de telecomunicacións. En 1988 Linn Mollenauer e o seu equipo transmitiron solitóns a máis de 4.000 km usando o efecto Raman (nome dun científico indio que describeu unha forma de amplificar os sinais nunha fibra óptica). En 1991, tamén nos laboratorios Bell, un equipo transmitiu solitóns a máis de 14.000 km utilizando amplificadores de Erbio.

En 1998 Thierry Georges e o seu equipo de France Télécom combinaron solitóns de lonxitudes de onda diferentes para realizar unha transmisión a velocidade superior a 1 terabit por segundo (1.024 Gigabits/segundo).

En 2001 os solitóns encontraron unha aplicación práctica no primeiro equipo de telecomunicacións que os utilizaba para transporte de tráfico real de sinais sobre unha rede comercial.