Солитонами или одиночными волнами называют особый тип волн. Они возникают в нелинейной среде (например, реальных жидкостях или плазме) и при взаимодействии друг с другом и с возмущениями среды ведут себя как частицы. То есть, сохраняют при таком взаимодействии собственную структуру. Такая устойчивость к возмущениям может использоваться в самых разных разделах физики.
Открытие солитона принадлежит английскому инженеру Джону Скотту Расселу.
В 1834 году он наблюдал за движением воды в канале Юнион. Уединенная волна распространялась неизменно с постоянной скоростью. Он описывал это так:
"... Масса воды собралась около носа судна, затем оставила его позади, катясь вперед с огромной скоростью и принимая форму большого одиночного возвышения , т.е. округлого , гладкого и четко выраженного водяного холма , который продолжал свой путь вдоль канала , ни сколько не меняя своей формы и не снижая скорости ... "
Очарованный эффектом, Скотт Рассел приступил к воспроизведению процесса в резервуаре с водой для изучения его свойств , но его энтузиазм не захватил научное сообщество.
Нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных, которое является математическим описанием "гидродинамической уединенной волны Рассела " или " солитона Рассела " было получено лишь около 60 лет спустя , в 1895 году Дидериком Кортевегом и Густавом де Вризом.
Второе рождение уединенные волны пережили в 1965 году , когда исследователи М . Крускал и Н . Забуски, проведя численный эксперимент , установили , что нелинейная волна обладает свойствами , характерными скорее для частиц . Выяснилось , что уединенные волны не проходят друг через друга ( как это считалось во времена Рассела ) , а отталкиваются подобно упругим телам . Название " уединенная волна " было немедленно заменено термином " солитон " , созвучным с названием элементарных частиц .
Парадоксально, что способность проявлять свойства как упругих тел, так и волн сначала были установлены у объектов настолько малых размеров , что наблюдать их можно было лишь косвенно , и только затем , спустя почти пол века, обнаружены у объектов макро мира.
Дело не только в том, что солитоны обладают очень необычными свойствами волны и частицы одновременно (сохраняют свою форму при распространении и даже после столкновения друг с другом). Оказалось также, что описание физических процессов, лежащих в основе этого очень красивого и необычного явления, требует использования специфических нелинейных уравнений. Поэтому солитоны дали начало развитию целого направления прикладной математики, посвященного многочисленным и разнообразным проявлениям этих нелинейных процессов.
 Иногда схожие по многим параметрам процессы принимались за солитоны .
Исследователи Массачусетского технологического института в 2013 году были свидетелями таинственного феномена - долгоживущие волны распространяются через газ холодны атомов гораздо медленнее, чем ожидалось. Они называли эту волну "тяжелый солитон "...
Но физики Аурел Булгак и Майкл Форбс обнаружили, что эти "тяжелые солитоны ", вероятно, являются вихревыми кольцами - своего рода эквивалентом кванта кольца дыма или или кольцевых вихрей воды, а не настоящими солитонами .
" Интерпретация эксперимента не соответствовала теории", - сказал Булгак .
Но и отрицательный результат - тоже результат.
Более детальное изучение физики процесса образования вихревых колец поможет объяснить стабильность торнадо, сделает возможным изучение ядерных реакций без необходимости выполнения ядерных испытаний. Что касается нейтронных звезд, он сказал, что эта работа также может привести к лучшему пониманию "глюков", или быстрого роста частоты пульсаций звезды, так как это может быть связано с вихревыми взаимодействиями внутри звезды.
Дельфины тоже создают вихревые кольца в воде. Для развлечения.
| 
