孤子色散流体动力学：理论与观测

色散介质中普遍存在的非线性波包括局域孤子和扩展流体动力学态如色散激波。尽管它们物理上突出，且各自已有详尽的理论与实验研究，但关于孤子与色散流体动力学的实验和统一理论仍属缺乏。本文引入一般孤子-平均场理论，用于描述孤子在宏观流体动力学流中的传播。识别出两个普适绝热运动不变量，可预测孤子被流体动力学态捕获或透射。孤子入射于平滑膨胀波或压缩、快速振荡的色散激波的结果相同，该效应称为流体动力学互易性。黏性流体管道上的实验定量证实了孤子-平均场理论，对非线性光学、超流体、地球物理流体及其他色散流体动力学介质具有更广泛意义。