Basiswissen

Als Soliton bezeichnet man ein Wellenpaket ohne Dispersion: solche Wellen behalten theoretisch immer ihre Form bei. Sie wurden bereits 1834 beschrieben^[1] und 1895 mathematisch erklärt. Ihre Bedeutung wurde aber erst in den 1960er Jahren voll erfasst, was möglicherweise erklärt, warum Max Born Erwin Schrödingers Wellentheorie der Partikel noch in den 1960er Jahren ablehnte^[3]. Wissenschaftliche Veröffentlichungen zu Solitonen nahmen erst seit den 1980er Jahren deutlich zu^[4] und setzten sich bis ins 21te Jahrhundert fort^[5]. Siehe auch Wellenpaket ↗

Fußnoten

[1] Ein Soliton wurde erstmals im Jahr 1834 von dem Schiffsbauingenieur John Scott Russell beschrieben in einem langen engen Kanal über eine Strecke mehrerer Kilometer beobachtet. Er untersuchte das Phänomen anschließend ausgiebig in seinem Labor an Modellen.

[2] Diederik Korteweg, Gustav de Vries: On the Change of Form of Long Waves advancing in a Rectangular Canal and on a New Type of Long Stationary Waves. In: Philosophical Magazine. 5th series, Nr. 36, 1895, S. 422–443.

[3] Waren Schrödinger Solitone in den 1960er Jahren nicht bekannt? Der Physiker und Nobelpreisträger Max Born hielt das "Auseinanderlaufen" von Wellen für ein vernichtendes Argument gegen Schrödingers Wellentheorie. Born schrieb: "Schrödingers Standpunkt ist der einfachste. Er ist der Meinung, daß durch seine Weiterentwicklung von de Broglies Wellenmechanik das ganze Problem der Quanten mit ihren Paradoxien erledigt sei: Es gibt keine Teilchen, keine ›Quantensprünge‹; es gibt nur Wellen mit ihren wohlbekannten, durch ganze Zahlen (Quantenzahlen) gekennzeichneten Eigenschwingungen; die Teilchen sind enge Wellenpakete." Dagegen, so Born, kann man einwenden, "daß man im allgemeinen (für Vorgänge, die klassisch durch mehrere Teilchen beschrieben werden) Wellen in Räumen von vielen Dimensionen braucht, die etwas ganz anderes als die Wellen der klassischen Physik und der Anschauung unzugänglich sind; daß Wellenpakete als Lösungen der Schrödingerschen Gleichung sich nicht ohne Formänderung fortpflanzen, sondern, auseinander laufen; und anderes mehr. Schrödingers Standpunkt ist wohl endgültig erledigt." In: Albert Einstein Max Born Briefwechsel 1916-1955. Geleitworte von Bertrand Russell und Werner Heisenberg. Ullstein Buch, Frankfurt am Main, 1986. ISBN: 3-548-3445-7. Dort in einem rückblickenden Kommentar von Max Born, geschrieben in den 1960er Jahren. Seite 270. Siehe auch Schrödinger-Welle ↗

[4] Alan C. Newell: Solitons in Mathematics and Physics. SIAM 1985.

[5] R. Rajaraman: Solitons and instantons – an introduction to solitons and instantons in quantum field theory. Elsevier, Amsterdam 2005, ISBN 0-444-87047-4.