Kas ir sonoluminiscence?

Ir dažādas teorijas par sonoluminiscenci, un neviena no tām nav pārliecinoši pierādīta. Šo mazo burbuļu centros ir izmērīta temperatūra, kas pārsniedz 20,000 K. Tas ir pietiekami karsts, lai uzvārītu dimantu.

Sonoluminiscences fenomens tika popularizēts filmā Chain Reaction ar Keanu Reeves galvenajā lomā. Filmā sonoluminiscence tiek izmantota, lai uzsāktu kodolsintēzes reakciju. Ir novēroti sonoluminiscences radītie burbuļi, kas rada temperatūru kilokelvinos jeb desmitiem tūkstošu grādu. Temperatūras slieksnis kodolsintēzes reakciju ierosināšanai ir miljonos grādu jeb megakelvinos. Šeit ir neliela neatbilstība, nesakritība, kas saskaita trīs lieluma kārtas. Sonoluminiscence ir karsta, bet tā nav tik karsta.

Pētnieki no Purdue zinātnieka RP Taleyarkhan laboratorijas apgalvoja, ka sonoluminiscences apstākļos ar acetonu pildīts trauks izstaro neitronus statistiski nozīmīgā līmenī, kas ir raksturīgs kodolsintēzes nospiedums. Tomēr šie rezultāti nekad nav dublēti, un 2006. gadā Nature rakstā tie tika īsumā noraidīti. Taleyarkhan patents šai ierīcei tika noraidīts, un B. Naranjo publicēja analīzi, kas liecināja, ka viņa dati tika nepareizi interpretēti.

Sonoluminiscences efektu pirmie atklāja vācu zinātnieki H. Frenzels un H. Šultss Ķelnes Universitātē 1934. gadā. Viņi mēģināja paātrināt fotoattēlu izstrādes procesu, taču tā vietā novēroja gaismas burbuļus. Tā kā efekts bija tik nejaušs un nekontrolējams, tas tika zinātniski pētīts tikai daudz vēlāk.

1989. gadā Felipe Geitans un Lorenss Krums spēja izveidot sonoluminiscences burbuli, kas palika nemainīgā vietā – ultraskaņas stāvviļņi periodiski ģenerēja burbuli un tad ļāva tam sabrukt. Tas bija liels solis uz priekšu, un tas ļāva šo fenomenu analizēt laboratorijas apstākļos. Tika konstatēts, ka, izlaižot gaismu, burbuļi bija ārkārtīgi mazi – aptuveni mikrometru plati jeb ap baktērijas izmēru. Uzplaiksnījumu ilgums ir ārkārtīgi īss, lai gan kopumā tos var novērot ar neapbruņotu aci – katrs uzplaiksnījums ilgst no dažiem desmitiem līdz dažiem simtiem pikosekundu, laiks, kas nepieciešams, lai gaisma pārvietotos tikai dažus centimetrus.

Lai gan sonoluminiscence ir pārsteidzošs efekts, tai pašlaik nav konkrētu pielietojumu, un, iespējams, to nekad neizmantos kodolsintēzes enerģijai. Jāatzīmē, ka ir garneles, kas tik ātri sagriež nagus, ka tām ir skaņas luminiscence. Zinātnieki ar humora izjūtu šo efektu nosauca par garneļu luminiscenci.