Техника - молодёжи 1997-03, страница 7

Техника - молодёжи 1997-03, страница 7

ПРОБЛЕМЫ И ПОИСКИ

"ЗВЖВЕЧЕНИЕ'

или «СВЕТ ВЫРВАННЫЙ ИЗ ВАКУУМА

J

причинам. Хотя физикам и удалось уже наблюдать «звукосвечение» пузырька из смеси дейтерия и трития, и, более того, световая вспышка в нем сопровождалась заметным повышением температуры, но — не таким значительным, чтобы поддержать цепную термоядерную реакцию. Может, это и к лучшему. Но, безусловно, установлено: каждый элементарный акт «звукосвечения» сопровождается значительным ростом давления и температуры в пузырьке.

Воспроизвести опыт американских ученых сегодня можно даже в школьной лаборатории. Нужны лишь генератор и усилитель ультразвука, осциллограф и соответствующий сосуд из прозрачно о прочного материала. Пузырьки воздуха в воде есть практически

I

всегда, так что без особой ее обработки вполне можно обойтись. Правда, у самих Гайтана и Крума опыты были обставлены посложнее Они создавали сравнительно большой - диаметром в несколько микрон — газовый пузырек и с помощью мембранных управляющих устройств удерживали его в центре сосуда все время опыта. Частоты ультразвукового облучения подбирали близко к тем, что воспринимаются человеческим ухом. Но все же — предпороговые, неслышимые, поскольку сила звука (ультразвука) соответствовала 110 децибелам

В разных опытах варьировали газовый со став пузырька, воду заменяли другими жидкостями, высокоскоростной камерой снимали на пленку динамику явления.

И вот что увидели, к каким выводам пришли. Как только включали ультразвуковой генератор, пузырек начинал раздуваться — до 50 мк в диаметре, потом вдруг резко сжимался примерно в миллион раз, и как раз в это время происходила световая вспышка, исходящая прямо из него. Это расширение-сжатие повторяется многократно, но, поскольку колебательный процесс чрезвычайно быстр, глаз воспринимает его как одну непрерывную вспышку. Приборы, однако, зафиксировали бесспорную цикличность явления и помогли измерить частоту и продолжительность каждого акта.

Они крайне коротки, длятся около 50 пи-косекунд (напомним, что пикосекунда — это одна миллионная от миллионной доли се-

Светлая точке в центре — сонолюминес цени/ля, наблюдавшаяся в экспериментах физиков Вашингтонского университета.

Четыре последовательные фазы (а,б,в,г) сонолюми-нвсценции — схема.

кунды). Вспышки следуют с потрясающе строгой периодичностью, более стабильной, чем даже у кварцевых генераторов, используемых в высокоточных хронографах. Отсюда — идеи о возможной в будущем конкуренции сонолюминесцент-ных приборов с лазерами...

И все же неясного и не вполне ясного в этом явлении, уже даже кинематографистами облюбованном, еще предостаточно. Многие современные его исследователи утверждают, что при работе с обычными воздушными пузырьками у них ничего не получается. Зато, если в газ пузырька добавить немного аргона или любого другого из газов благородных, именовавшихся прежде инертными, то процесс идет, как по маслу. А вот в других — любых, кроме воды,— жидкостях, даже полярных, как и она, процесс идти не желает, каков бы ни был состав газовой смеси для пузырька.

До сих пор не удалось провести и точные спектральные измерения звукосвечения. Наблюдается голубоватый свет, длину вол

9

ны которого измерить, в общем, нетрудно, но по косвенным признакам (изменение размеров пузырька и др.) ясно, что большая часть энергии излучения как будто растворилась... Ведь вода поглощает ультрафиолет. Неясно также, почему на этот процесс влияет, хотя и не сильно, температура воды. Почему, наконец, вспышки столь коротки — тоже неясно.

Гипотез, пытающихся объяснить многие особенности сонолюминесценции, так много, что, кажется, ни одной из них не удастся перерасти в стройную теорию. Например, Клаудиа Эберле из Кембриджа предложила

квантовое объяснение эффекта, но все ее сложнейшие построения можно, с натяжкой, свести к одной фразе: СОНОЛЮМИНЕСЦЕН-ЦИЯ - ЭТО СВЕТ, ВЫРВАННЫЙ (или вырвавшийся) ИЗ ВАКУУМА (?!). Однако многие ее коллеги считают эту гипотезу столь же фантастической, как и помянутый выше фильм. И выдвигают аргумент: если бы происходило то, что допускает Эберле, пузырькам пришлось бы сжиматься со скоростью большей, чем световая!

В общем, тьму загадок породило «звукосвечение». Но вряд ли этим загадкам придется «жить долго» — слишком уж во многие сферы современной жизни может вторгнуться физический эффект, впервые наблюдавшийся 63 года назад. ■

Т Е X Н И К А - М 0 Л 0 л

| Е Ж И 3 '9 7

5

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?