رفتار جفت سالیتون‌هایی که در تار نوری حرکت می‌کنند مانند یک مولکول مرتعش است.

سالیتون یک پالس موج است که شکل خود را در طی حرکت حفظ می‌کند. اگر چندین سالیتون در ماده‌ای حرکت کنند جاذبه متقابل آن‌ها ممکن است موجب تشکیل حالت‌های مقیدی شود که به صورت «مولکول‌ها» دیده می‌شود. اما آزمایش‌ها تا به حال ثابت نکرده‌اند که چه ویژگی‌های مولکولی را می‌توان به سالیتون‌ها نسبت داد. اکنون گروهی به سرپرستی فیلیپه گرلو Philippe Grelu از دانشگاه بورگاندی فرانسه نشان داده‌ است که مولکول‌های سالیتونی می‌توانند مانند مولکول‌های واقعی ارتعاش کنند.

مطالعات پیشین با استفاده از روش‌های میانگین‌گیری زمانی، نشانه‌های غیرمستقیمی از ارتعاش مولکول‌ سالیتونی را نشان می‌داد اما نمی‌توانست حرکت مجزای سالیتون‌ها را دنبال کند. تیم پژوهش، با بهره‌گیری از روش‌های قبلی، پالس‌های نوری سالیتونی که توسط لیزر تارنوری با تابش پشت‌سر‌هم تولید می‌شد را با حذف نیاز به میانگین‌گیری مشاهده کرد. در این طرح سالیتون‌ها به درون یک تارنوری که تاخیر وابسته به فرکانس ایجاد می‌کند فرستاده می‌شوند. سپس طیف هر پالس به موج زمانی تبدیل شده و با یک آشکارساز سریع اندازه گیری می‌شود. نتایج نشان داد که مولکول‌های سالیتونی دو نوع حرکت داخلی دارند. اولی ارتعاشی شبیه به مولکولهای دو اتمی بود: جدایی زمانی بین دو سالیتون نوسان‌کننده (و همینطور فاز آن‌ها). دومی هم نوسان فاز‌ها بدون تغییر در جدایی پالس.

این نتایج  توصیف سالیتون‌های برهمکنش‌کننده به صورت مولکول‌ها را تائید می‌کند و ممکن است در استفاده‌های آتی از مولکول‌های سالیتونی برای مخابرات تارنوری با سرعت بالا مهم باشد. در حالیکه سالیتون‌های منفرد فقط قادر به کد گذاری تک‌بیت‌ها هستند، دو یا چند سالیتون جفت شده می‌تواند با کدبندی بیش از یک بیت اطلاعات در آن واحد، ظرفیت انتقال را بهبود بخشد.

این تحقیق در Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

منبع

Coupled Solitons Jiggle Like Molecules