Sonoluminescens

Sonoluminescens er udsendelsen af korte lyspulser under imploderende gasbobler i en væske, når væsken exciteres med ultralyd.

Sonoluminescens-effekten blev opdaget ved Køln-Universitetet i 1934 som et resultat af arbejde med sonar. H. Frenzel og H. Schultes lagde ultralydstransducer i en balje med fotografisk fremkaldervæske. De håbede, at det ville fremskynde fremkaldeprocessen. Men i stedet opdagede de små prikker på filmen efter fremkaldelsen og opdagede herved, at gasboblerne i væsken udsendte lys, når ultralyden blev tændt.

Mere end 50 år senere, i 1989, blev sonoluminescens-forskningen bragt et stort skridt videre af Felipe Gaitan (eller Felip Caitan) og Lawrence Crum.

Nogle sonoluminescens fakta:

• Lysglimtene fra boblerne er meget korte – mellem omkring 35 og nogle få hundrede picosekunder lange.
• Boblerne er meget små, når de udsender lyset – omkring 1 µm i diameter.
• Enkeltboble-sonoluminescens-pulser kan have meget stabile tidsperioder og positioner. Faktisk er lyspulsernes frekvens mere stabil end lydoscillatorstabiliteten, som driver sonoluminescensen.
• Af ukendte årsager vil tilførslen af en lille smule ædelgas (som f.eks. helium, argon eller xenon) gøre, at lysintensiteten stiger meget.

Det udsendte lys har meget korte bølgelængder; det optiske spektrum kan nå ind i det ultraviolette lys. Det ser ud som om, at boblernes implosion skaber temperaturer på mindst 10.000 kelvin og måske helt op til og måske over én megakelvin. Nogle anslår, at der er helt op til én gigakelvin^[1]. Denne sidste formodning er baseret på modeller som i øjeblikket ikke kan testes og de kan inkludere for mange idealiseringer.

Pistolrejer også kaldet knipserejer producerer sonoluminescens fra deres klosakse.

• Putterman, S. J. "Sonoluminescence: Sound into Light," Scientific American, Feb. 1995, p.46. (Available Online)
• H. Frenzel and H. Schultes, Z. Phys. Chem. B27, 421 (1934)
• D. F. Gaitan, L. A. Crum, R. A. Roy, and C. C. Church, J. Acoust. Soc. Am. 91, 3166 (1992)
• M. Brenner, S. Hilgenfeldt, and D. Lohse, "Single bubble sonoluminescence", Rev. Mod. Phys., April (2002).
• R. P. Taleyarkhan, C. D. West, J. S. Cho, R. T. Lahey, Jr. R. Nigmatulin, and R. C. Block, "Evidence for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation," Science 295, 1868 (2002). (see bubble fusion article for direct link)
• 3 March 2005, PhysicsWeb: Bubbles feel the heat Citat: "...By analysing the light emitted from a single bubble, Suslick and Flannigan were able to measure the temperature at its surface. To their surprise, they found temperatures could reach as high as 20,000 K..."Our results are in such a different set of experimental parameters that they can neither confirm or deny Taleyarkhan’s claims to fusion," Suslick told PhysicsWeb. "A plasma is a prerequisite but certainly not a sufficient condition for fusion."..."
  • 2005-07-14, Sciencedaily: Purdue Findings Support Earlier Nuclear Fusion Experiments Citat: "...The experiments also yielded a radioactive material called tritium, which is another product of fusion..."

• Luminescens
• Kold fusion eller boblefusion

• Buzzacchi, Matteo, E. Del Giudice, and G. Preparata, "Sonoluminescence Unveiled?" Quantum Physics, abstract (quant-ph/9804006). Thu, 2 Apr 1998 [ed. Single Bubble Sonoluminescence (SBSL)phenomenology.]
• Discussion of some different theories of sonoluminescence
• A how-to guide to setting up a sonoluminescence experiment
• Another detailed description of a sonoluminescence experiment
• A description of the effect and experiment, with a diagram of the apparatus
• An mpg video of the collapsing bubble (934 KB)
• Shrimpoluminescence Arkiveret 13. marts 2005 hos Wayback Machine

Nyere forskningspapirer udelukker stort vakuum energi forklaringen:

• quant-ph/9904013 S. Liberati, M. Visser, F. Belgiorno, D. Sciama:Sonoluminescence as a QED vacuum effect
• hep-th/9811174 K. A. Milton: Sonoluminescence and the Dynamical Casimir Effect