Het onvoorspelbare gedrag van oceaangolven begrijpen kan voor zeevarenden een kwestie van overleven zijn. Het is bekend dat golfgroepen in diep water onstabiel zijn en schurkenstaten worden, waardoor nietsvermoedende boten omslaan.

Dit rogue-golfgedrag is het gevolg van modulatie-instabiliteit, die over het algemeen alleen optreedt bij unidirectionele golven. Golffocussering - de versterking van golven - zal naar verwachting ook verzwakken bij interactie met andere golfsystemen.

Nu heeft een team onder leiding van de Universiteit van Kyoto aangetoond dat zulke onstabiele golfgroepen zich onafhankelijk voortplanten, ongeacht interferentie.

"Onze resultaten lijken het concept van een ongestoorde niet-lineaire watergolfgroep te ondersteunen die zich focust in de aanwezigheid van tegengesteld voortplantende golven, wat impliceert dat de golftoestanden directioneel zijn", zegt hoofdauteur Amin Chabchoub.

Met behulp van een watergolftank voerde het team experimenten uit om de resultaten van computersimulaties te valideren op basis van de gekoppelde niet-lineaire Schrödinger-vergelijking. Dit niet-lineaire golfvergelijkingsmodel houdt rekening met complexe interacties van golven die zich vanuit twee verschillende richtingen voortplanten.

De bevindingen van het team tonen aan dat het model goed overeenkomt met de experimenten, inclusief schurkenstaten en tegenwerkende golfdynamiek.

Gebieden zoals offshore-engineering, niet-lineaire optica, elektrotechniek en plasmafysica, evenals de studie van extreme oceaangolven, kunnen baat hebben bij een beter begrip van de rol van niet-lineariteit.

"Onze studie kan theoretische en experimentele studies verder motiveren om ons begrip van dergelijke dynamiek in de kakofonie van verschillende golfsystemen te verbeteren", concludeert Chabchoub.

Axisymmetrische 'piekgolven' overschrijden ver de limieten waarvan eerder werd gedacht dat ze de maximale hoogte van oceaangolven dicteerden