Sonoluminescens är ettfysikalisktfenomen, som kan uppstå i envätska, närimploderande gasbubblorexciterats medultraljud och sänder ut kortaljuspulser. Mekanismen bakom sonoluminiscens är ännu inte fastslagen.
Sonoluminescens-effekten upptäcktes vid Köln-Universitetet1934 som resultat av ett arbete medsonar. H. Frenzel och H. Schultes hade placerat ultraljudstransducer i en balja medfotografiskframkallningsvätska. De hoppades att det skulle skynda på framkallningsprocessen. Men i stället fann de små prickar på filmen efter framkallningen och upptäckte därvid att gasbubblorna i vätskan sände ut ljus, när ultraljudet slogs på.
1989, mer än 50 år senare, fördeFelipe Gaitan ochLawrence Crum sonoluminescens-forskningen ett stort steg framåt genom en experiment som produceradestabile common-bubble sonoluminescence (SBSL). Vid SBSL avger en ensam bubbla, instängd i en akustiskstående våg, en puls av ljus vid varje kompression av bubblan inom den stående vågen. Denna teknik tillät en mer systematisk studie av fenomenet. Man kunde uppmäta mycket kortavåglängder; det optiska spektret når in i detultravioletta, vilket indikerar mycket höga temperaturer.
Experiment som utförts av University of Illinois i Urbana-Champaign visar temperaturer runt 20.000 K. Forskning av Dr Klaus Fritsch John Carroll University, University Heights, Ohio, visar temperaturer på minst 10.000Kelvin. Beräkningar indikerar att temperaturer på över enmegakelvin kan uppstå, men det har inte kunnat visas experimentellt.
I en teoretisk analys karakteriseras dynamiken hos bubblans rörelse i en första approximation av Rayleigh-Plessets ekvation (uppkallad efterLord Rayleigh ochMilton Plesset):
Detta är en approximativ ekvation, som är härledd ur den inkompressiblaNavier-Stokes ekvationen isfäriska koordinater och beskriver rörelsen hos bubblans radieR som funktion av tident. Här ärviskositeten,ptrycket ochytspänningen.
Bubbelfusion är en form av termonukleär fusion som av vissa forskare anses kunna inträffa till följd av extremt höga temperaturer från sonoluminiscens när gasbubblor i en vätska vid akustiskkavitation långsamt växer sig mycket stora och snabbt kollapsar, och då emitterar neutroner. Blandmainstreamforskare betraktas detta med skepsis och som en hypotetisk och osannolik teknik. Experimentella resultat anses kontroversiella eftersom den första rapporten om lyckade resultat (av Rusi Taleyarkhan, et al, vid Purdue University år 2002) har fällts för forskningsfusk, och lyckade resultat har avlösts av misslyckade upprepningar. Forskare vidRyska Vetenskapsakademin hävdar att man 2005 har upprepat ett försök gjort vid Purdue University i USA, och menar att produktion av neutroner ochtritium har uppmätts vid försöket, vilket påvisar fusion.[1]
Pistolräkor (Alpheidae), även kallad knipsräkan, framkallar en typ av sonoluminescens från en kollapsande bubbla genom snabba knäpp med sina specialiserade gripklor. Det framkallade ljuset har lägre intensitet än det som produceras genom typisk sonoluminescens och är inte synligt för blotta ögat. Ljuset och hettan som alstras saknar förmodligen direkt evolutionär betydelse, eftersom det ärchockvågen som skapats av den snabbt kollapsande bubblan, som dessa räkor använder för att lamslå eller döda bytesdjur. Detta var den första upptäckten av djur som producerar ljus med hjälp av denna effekt och fenomenet namngavs efter effekten vid upptäckten 2001.[2]
Några år senare upptäckte man att ytterligare en gruppkräftdjur,mantisräkorna, har en undergrupp ”klubbare”, vars klubblika främreextremiteter kan slå så kvickt och med sådan kraft att det inducerar sonoluminescentakavitationsbubblor vid träff.[3]
Nyare forskning utesluter förklaringen med stor vakuumenergi: