| Vorbesprechung: | Freitag, 20.04.,11.00 Uhr, AP, SR 222 | Vorlesungsbeginn: | Die Vorlesungszeit wird am Besprechungstermin festgelegt, um Terminkollisionen so weit wie möglich auszuschließen. |
Manifestationen von nichtlinearen Wellen finden sich in fast allen Naturwissenschaften.
Schon vor Jahrhunderten waren Gezeitenwellen und Tsunamis als besondere Wellenformen bekannt.
1834 wurde durch die Beobachtung von John Scott Russell der erste wissenschaftliche Bericht über
eine selbststabilisierte Wasserwelle verfasst. Inzwischen ist die Natur solcher Wellen bekannt:
durch das Wechselspiel von nichtlinearem Verhalten und Propagationseffekten
entstehen Wellenpakete, die ohne jegliche Veränderung propagieren, ihre
Identität auch bei Kollisionen behalten und daher auch als Teilchen angesehen
werden können. Diese Solitonen sind inzwischen nicht nur in der Hydrodynamik, sondern
auch in der Teilchenphysik und insbesondere in der Optik gefunden worden.
Optische Solitonen können nicht nur sehr anschaulich die Vorhersagen der
Solitonenphysik demonstrieren, sie erlauben auch eine Reihe von attraktiven
Anwendungen in der Informationstechnologie: zeitliche Solitonen können in der
Telekommunikation störungsfreie Signalübertragung über lange Strecken
garantieren, während räumliche Solitonen dafür geeignet sind, Licht durch
Licht selbst zu steuern.
Die Bedingungen zur Entstehung und Stabilisierung von Solitonen, die verschiedenen
physikalischen Manifestationen, sowie die Möglichkeiten, in der Optik auch
mehrdimensionale und hochkomplexe Solitonen zu realisieren, stellen den
Schwerpunkt der Vorlesung dar. Zudem werden aktuelle Entwicklungen zur
Solitonenphysik, wie "optische Moleküle" oder Kavitätssolitonen besprochen.
Die Vorlesung wird durch Einheiten zur Vertiefung und Einübung des
Stoffes ergänzt, wobei verschiedene Lernformen angewandt werden sollen:
| - Beispiele selbst berechnen | - virtuelle Experimente | - Laborexperimente |
| - Originalliteratur verstehen | - Englische Präsentationen | - Kurzvorträge halten |