Dr. Synergetic

control of chaos

Автоволны - квазичастицы: ЭКСИТОНЫ

чт, 10/06/2011 - 17:07 -- g3RamxW7P5tANUmd

В случае периодических волн понятие "длины волны" не вызывает уточняющих вопросов - оно вполне строгое. Одиночная плоская автоволна может также характеризоваться длиной, однако здесь понятие "длина волны" будет конвенционным, поскольку необходимо договориться о способе измерения этой величины.


Имитационная модель

В YIC активной среде при определенных условиях может распространяться возбуждение, ограниченное не только по длине, но и по "ширине", т.е. по направлению, перпендикулярному к направлению распространения. Вместо того, чтобы вводить понятие "ширина волны", автор YIC технологии считает более приемлемым воспользоваться уже известным термином ЭКСИТОН, обозначающим движущуюся квазичастицу или, другими словами, ограниченное в пространстве по всем координатам движущееся возбужденное состояние.


Имитационная модель

Давно известно, что соединяя определенным образом отрезки аксоноподобных элементов, названных нейристорами, можно получить все логические элементы, необходимые для вычислительной машины.

Экситон легко формируется, им легко управлять!

Аксон, особенно миелинизированный, или аксоноподобная структура, созданная техническими средствами, представляют собой довольно сложные структуры, если сравнивать их с плавным концентрационным профилем, распределенным в пространстве, который необходим для управления экситоном. Этот профиль можно получить размещая в YIC активной среде пейсмекерные структуры, как это делается при формировании экситона.

В активной полупроводниковой среде каналы подготавливаются легированием полупроводника соответствующими примесями по расчетной топологической схеме.

Некоторые автоволны обладают свойствами квазичастиц!

В квантовой механике и физике элементарных частиц давно устоялась терминология необходимая при описании процессов взаимодействия и характерных особенностей частиц. Автор считает, что при описании некоторых автоволн более приемлемым воспользоваться уже известным термином экситон, который обозначает движущуюся квазичастицу или, другими словами, ограниченное в пространстве по всем координатам движущееся возбужденное состояние. Для этого автор опишет общие особенности, характерные автоволнам - квазичастицам.

  1. Экситон - классическая квазичастица, при взаимодействии проявляет свойства как твердого тела так и автоволны.
  2. Экситон - нельзя остановить, он существует только в движении и этим своим качеством, а также постоянством скорости движения, напоминает ФОТОН-бозе-частицу. Режим во всех трех случаях имеет одни и те же параметры, отличаются только начальные условия, т.е. способы формирования. Практическое совпадение скоростей не случайность, а представляет собой важный закон природы активных сред.
  3. Благодаря наличию рефрактерности экситоны не могут проникать друг сквозь друга, они подчиняются правилу, эквивалентному запрету Паули, и по этому качеству могут быть отнесены к ФЕРМИОНАМ.

Экситон можно получить в результате следующей процедуры. В активной среде необходимо возбудить бегущую волну - плоский фронт.
Затем справа и слева убрать части волны. Оставшийся отрезок волны будет некоторое время продолжать движение, а потом исчезнет.

Анализ динамики показывает, что форма отрезка через некоторое время приходит к некоторой собственной, вполне определенной для данного режима, а скорость становится постоянной. Неприменно следует здесь отметить, что эта скорость незначительно отличается от скорости плоского фронта из которого получен отрезок.

Результатом предложенной процедуры является, таким образом, информация к размышлению о существовании и единственности образования, названного экситоном, о скорости экситона, об одном из способов его получения.

Другие способы получения экситонов.

Вокруг, на некотором расстоянии, в незамкнутой цепочке элементовнужно создать "кластерную" среду. Сперва внутренняя область
возбуждается и через некоторое время возбуждение через "щель" вытекает наружу. После того, как сформируется основа экситона параметры среды меняются, и экситоны формируются окончательно. Этим способом можно получить экситон в любой точке активной среды, движущийся в любом направлении.

Самопроизвольное возникновение экситонов на месте распадающейся неустойчивой автоволны.

Осложняют картину источники и стоки экситонов, как локальные так и распределенные.

Распространение Экситона вдоль границы активной среды

Экситоны можно "разрезать" по оси симметрии на две части, на два ПОЛУЭКСИТОНА. Полуэкситон, будучи помещен на границу активной среды (на непроницаемую стенку), прекрасно себя чувствует: двигается вдоль стенки не изменяя ни скорости, ни формы. В случае прямоугольного поля активной среды полуэкситон преодолевает углы и время его жизни в этом периодическом процессе становится неограниченным.

Движение полуэкситона вдоль границы активной среды.

Способность полуэкситона к преодолению углов связана со способностью целых экситонов к переизлучению. Если они на всречных курсах аннигилируют, то при тех же параметрах модели полуэкситон в углу прекратит свое существование.

Взаимодействие Экситонов в активной среде

При "лобовом ударе" возможны два определяемых параметрами модели исхода:

  1. Полная аннигиляция двух встретившихся экситонов.
  2. Переизлучение в перпендикулярном к исходному направлению. Переизлучение встречных экситонов. Слияние экситонов при пересечении траекторий под углом меньшим, чем критический

Переизлучение в одну сторону прекращается, если угол становится меньше критического для данной комбинации параметров системы. Существует другой критический угол при котором слившиеся экситоны продолжают движение. Если встречные курсы двух экситонов смещены на расстояние, по порядку соответствующие размерам экситона, то после слияния они расходятся под углом к исходным курсам. При других значениях параметров активной среды может произойти аннигиляция.

Вычислительные эксперименты на экситонных моделях кроме теоретического и эстетического удовольствия имеют практическое значение - SQUED терапию!