Фізики з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі зареєстрували рекордно потужний спалах сонолюмінесценції.

Сонолюмінесценція виявлена ​​в першій половині ХХ століття, але результати перших серйозних її досліджень з'явилися тільки на початку дев'яностих. Виявилося, що ефект досить цікавий, а скласти акуратне теоретичний опис сонолюмінесценції – складно. Детальна модель, що влаштовує всіх фахівців, не побудована до цих пір.

Типовий експеримент, в якому спостерігається обговорюване явище, виглядає так: у воду поміщають резонатор і створюють в ній стоячу ультразвукову хвилю, після чого в об'ємі рідини з'являються джерела блакитного світла, випромінюваного надкоротких спалахами. Кожна така спалах утворюється в результаті схлопування кавітаційного пухирця, що знаходиться у вузлі стоячої хвилі. Спектр люмінесценції має гладенький вигляд і не містить явно виділяються ліній, а це свідчить на користь теплового механізму випромінювання; можна вважати встановленим, що джерелом світла стає невелике хмарка плазми, яка на короткий час запалюється в центрі колапсуючу бульбашки.

Етапи сонолюмінесценції: поява пухирця, його розширення, швидке схлопування, випускання світла (ілюстрація Wikimedia).

У більшості випадків потужність спалахів не перевищує 10 мВт, але вченим вже відомі способи збільшення інтенсивності сонолюмінесценції – наприклад, додавання певної кількості благородного газу (гелію, аргону, ксенону) до газу в бульбашці. Сім років тому фізикам з Кембриджського університету вдалося отримати спалах пікової потужністю в 1 Вт.

Свій досвід, в якому був встановлений новий рекорд, американські дослідники провели за оригінальною методикою. Вони заповнили ємність циліндричної форми, розміщену в сантиметрі над сталевою плитою, фосфорною кислотою і з допомогою голки ввели в цю «трубу» міліметровий пляшечку ксенону. Коли останній, піднімаючись, досягав висоти в 11 см, циліндр падав на сталеве підстава, після чого експериментатори реєстрували 150-наносекундному спалах з піковою потужністю, що перевищує 100 Вт. Спектральна температура при цьому складала 10 200 К.

Такий спосіб впливу на пляшечку і спостереження сонолюмінесценції, на думку авторів, більш зручний і перспективний. У майбутньому американці планують ще збільшити температуру і потужність, а також спробують спростувати (або, що малоймовірно, підтвердити) заяви іншої групи фізиків, в 2002 році опублікували в журналі Science сенсаційну статтю про запуск за допомогою сонолюмінесценції термоядерного синтезу дейтерію в дейтерированного ацетоні. Большнство вчених відноситься до цих даних скептично.

За матеріалами: Physicsworld.Com

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?