Archiwum Polityki

Atomowa dyskoteka

Gazowy pęcherzyk uwięziony w cieczy może błyskać, niby reflektory na dyskotece, w rytmie skierowanej nań dźwiękowej fali. Po dziesięciu latach gorączkowych wysiłków udało się w końcu wyjaśnić mechanizm zagadkowej przemiany dźwięku w światło. Rozważane są już możliwości praktycznego wykorzystania tego zdumiewającego zjawiska. Być może uda się dzięki niemu zapanować nad reakcjami fuzji termojądrowej.

Fizykom łatwo się pogodzić z faktem, że nie bardzo rozumieją, co dzieje się z przeogromnymi galaktykami czy niewyobrażalnie maleńkimi kwarkami. Wielu natomiast traci spokojny sen, a niektórzy i zdrowy rozsądek, gdy okazuje się, że zupełną zagadką jest zachowanie zwykłej wody wystawionej na działanie dźwięku (zjawisko sonoluminescencji).

W czasie I wojny światowej Niemcy zbudowali potężne generatory fal dźwiękowych, wierząc, że umożliwią one wykrywanie łodzi podwodnych. Później stosowano te urządzenia do badania wpływu dźwięku na zachodzące w wodzie reakcje chemiczne; chodziło o tzw. katalizę akustyczną. Rozchodzenie się dźwięku polega bowiem na rytmicznym zgęszczaniu i rozrzedzaniu się ośrodka, w tym wypadku wody, w którym fala dźwiękowa się rozprzestrzenia. Podczas owych eksperymentów zauważono, że pęcherzyki gazu poddane działaniu fali dźwiękowej emitują światło. Rok wcześniej, w 1933 r., podobnego odkrycia dokonali zupełnie przypadkowo dwaj Francuzi. Do pojemnika z wywoływanym filmem wstawili źródło ultradźwięków (dźwięków tak wysokich, że niesłyszalnych dla ludzkiego ucha), aby przyspieszyć reakcje fotochemiczne. Cała wywołana klisza była pokryta jasnymi plamkami.

Odkrycie sonoluminescencji nie wywołało jednak od razu wielkiego zainteresowania. Nie było jasne, jakie czynniki odgrywają istotną rolę – chemiczne czy fizyczne. Sytuacja zmieniła się radykalnie, gdy w 1989 r. Felipe Gaitan wykonał całkiem proste, a więc i łatwiejsze do zinterpretowania doświadczenie, podczas którego śledził zachowanie pojedynczego bąbelka. Okazało się, że emitowane światło nie jest ciągłe, lecz ma charakter króciutkich błysków, ściśle zsynchronizowanych z falą dźwiękową. Jeśli ta miała częstotliwość 20 tys. Hz, to obserwowano 20 tys. błysków na sekundę. Barwa światła wskazywała, że jego źródło ma temperaturę dochodzącą do 30 tys.

Polityka 4.2000 (2229) z dnia 22.01.2000; Nauka; s. 71
Reklama