Physics of Solitons

Thierry Dauxois, Michel Peyrard

432 pages, parution le 24/03/2006

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Résumé

Solitons are waves with exceptional stability properties which appear in many areas of physics. The basic properties of solitons are introduced here using examples from macroscopic physics (e.g. blood pressure pulses and fibre optical communications). The book then presents the main theoretical methods before discussing applications from solid state or atomic physics such as dislocations, excitations in spin chains, conducting polymers, ferroelectrics and Bose-Einstein condensates. Examples are also taken from biological physics and include energy transfer in proteins and DNA fluctuations. Throughout the book the authors emphasize a new approach to modelling nonlinearities in physics. Instead of a perturbative approach, nonlinearities are treated intrinsically and the analysis based on the soliton equations introduced in this book. Based on the authors' graduate course, this textbook gives an instructive view of the physics of solitons for students with a basic knowledge of general physics, and classical and quantum mechanics.

Physical aspects of solitons explained
All statements are justified from basic physical principles
Includes numerous applications that have not previously been presented

L'auteur - Thierry Dauxois

Thierry Dauxois est chercheur au CNRS à l'École Normale Supérieure de Lyon. Ses travaux portent sur l'étude des ondes non linéaires, leurs conséquences sur la thermodynamique ainsi que leurs rôles dans des systèmes complexes : matière condensée, biophysique ou hydrodynamique.

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L'auteur - Michel Peyrard

Michel Peyrard est professeur de physique à l'École Normale Supérieure de Lyon et à l'Institut Universitaire de France. Parti de la physique des solides, il a travaillé sur les propriétés fondamentales des solitons et leurs applications physiques avant de s'intéresser au rôle des excitations non linéaires en physique statistique et en physique des systèmes biologiques.

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Sommaire

Introduction
Part I. Different Classes of Solitons
- 1. The Korteweg-de Vries equation
- 2. Sine-Gordon equation
- 3. The nonlinear Schrödinger equation
- 4. Modelling ;waves in a plasma
Part II. Mathematical Methods for the Study of Solitons
- 5. Linearisation around a soliton
- 6. Collective-coordinate method
- 7. The inverse-scattering transform
Part III. Examples in Solid State and Atomic Physics
- 8. The Fermi-Pasta-Ulam problem
- 9. A simple model for dislocations
- 10. Ferroelectric domain walls
- 11. Incommensurate phases
- 12. Solitons in magnetic systems
- 13. Conducting polymers
- 14. Solitons in Bose-Einstein condensates
Part IV. Nonlinear Excitations in Biological Molecules
- 15. Energy localisation in proteins
- 16. Nonlinear dynamics of DNA
- Conclusion: Physical solitons: do they exist?
Part V. Appendices
- A. Hydrodynamic waves
- B. Mechanics of a continuous medium
- C. Coherent states of an harmonic oscillator
- Table of portraits

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Caractéristiques techniques

	PAPIER
Éditeur(s)	Cambridge University Press
Auteur(s)	Thierry Dauxois, Michel Peyrard
Parution	24/03/2006
Nb. de pages	432
Format	18 x 25
Couverture	Relié
Poids	1020g
Intérieur	Noir et Blanc
EAN13	9780521854214
ISBN13	978-0-521-85421-4