Je překvapující, že roli hraje i chemická stabilita. „Bublina se například ohřeje tak moc, že se molekulární plyny, jako je dusík nebo kyslík, rozpadnou. To, co zbude ve ‚vzduchu‘ sonoluminiscenující bubliny, je pouze argon. Argon je vzácný plyn, který se ve vzduchu vyskytuje v množství jednoho procenta. Všechny ostatní složky plynu jsou spáleny. Spaliny se rekombinují na oxidy dusíku a jiné molekuly nebo radikály, které se pak rozpustí ve vodě.“ Podle Lohseho argon podporuje proces sonoluminiscence, protože má jako monoatomický plyn méně fyzikálních stupňů volnosti (tedy možností pohybu). „Proto se argon stane obzvláště horkým a dojde k ionizačním efektům.“ Mechanizmus vzniku světla se pak dá odvodit z fyziky plazmatu: je to totiž v podstatě takzvané termické brzdné záření – tedy elektromagnetické záření, které vzniká díky vychýlení volných elektronů nabitými ionty nebo srážkami s neutrálními atomy. Dojde zde k vyzáření světla při rekombinaci částečně ionizovaného plynu ( jinak řečeno při znovuspojení iontů a elektronů). Jev sonoluminiscence jedné bubliny jako takový je tím podle Detlefa Lohseho vysvětlen. „Výzva, před kterou právě teď stojíme, je porozumět vzájemným interakcím mezi různými bublinami“ (pokud tedy uvažujeme komplexní systém z více bublin a například všechny bubliny jsou stlačeny). „Podobné efekty se vyskytují v blízkosti rotujících lodních šroubů, které tím mohou být mechanicky poškozeny nebo dokonce zcela zničeny. Systematické porozumění dynamice mnoha bublin je opravdu mimořádně obtížné.“ Hrají při tom roli i turbulence a vícefázové proudění, jehož podstatou je směs několika složek. „Sonoluminiscence jedné bubliny je tedy něco jako atom vodíku v takzvané kavitační fyzice, tedy fyzice popisující bubliny vodní páry v tekutinách,“ vysvětluje Detlef Lohse. „Stejně tak jako v atomové fyzice ještě zcela nerozumíme atomu vodíku, tak podobně ve výzkumu bublin ještě zcela nerozumíme sonoluminiscenci jedné bubliny.“ Navíc se podle Lohseho nachází stále v počátcích 98
|
42 NEJVĚTŠÍCH HÁDANEK FYZIKY
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS511657