Sonoluminiscencia
La sonoluminiscencia es la emisión de luz de las burbujas que implosionan en un líquido cuando se excitan con el sonido.
El efecto de sonoluminiscencia se descubrió por primera vez en la Universidad de Colonia en 1934 como resultado de un trabajo en el sonar . [1] Hermann Frenzel y H. Schultes pusieron un transductor de ultrasonido en un tanque de fluido revelador fotográfico . Esperaban acelerar el proceso de desarrollo. En cambio, notaron pequeños puntos en la película después del revelado y se dieron cuenta de que las burbujas en el fluido emitían luz con el ultrasonido encendido. [2] Fue demasiado difícil analizar el efecto en los primeros experimentos debido al complejo entorno de una gran cantidad de burbujas de corta duración. Este fenómeno se conoce ahora como sonoluminiscencia de burbujas múltiples (MBSL).
En 1960, Peter Jarman del Imperial College de Londres propuso la teoría más confiable del fenómeno de sonoluminiscencia. Llegó a la conclusión de que la sonoluminiscencia es básicamente de origen térmico y que posiblemente podría deberse a microshocks con cavidades colapsadas. [3]
En 1989 se introdujo un avance experimental que produjo sonoluminiscencia estable de burbuja única (SBSL). [ cita requerida ] En la sonoluminiscencia de una sola burbuja, una sola burbuja atrapada en una onda estacionaria acústica emite un pulso de luz con cada compresión de la burbuja dentro de la onda estacionaria . Esta técnica permitió un estudio más sistemático del fenómeno, porque aisló los efectos complejos en una burbuja estable y predecible. Se descubrió que la temperatura dentro de la burbuja era lo suficientemente alta como para derretir el acero , como se vio en un experimento realizado en 2012; la temperatura dentro de la burbuja cuando colapsó alcanzó unos 12.000 kelvin . [4]El interés por la sonoluminiscencia se renovó cuando se postuló una temperatura interna de dicha burbuja muy por encima de un millón de kelvin . [5] Hasta ahora, esta temperatura no ha sido probada de manera concluyente; más bien, experimentos recientes indican temperaturas de alrededor de 20.000 K (19.700 ° C; 35.500 ° F). [6]
La sonoluminiscencia puede ocurrir cuando una onda de sonido de suficiente intensidad induce a una cavidad gaseosa dentro de un líquido a colapsar rápidamente. Esta cavidad puede tomar la forma de una burbuja preexistente o puede generarse mediante un proceso conocido como cavitación . Se puede hacer que la sonoluminiscencia en el laboratorio sea estable, de modo que una sola burbuja se expanda y colapse una y otra vez de manera periódica, emitiendo un estallido de luz cada vez que colapsa. Para que esto suceda, se establece una onda acústica estacionaria dentro de un líquido, y la burbuja se asentará en un anti-nodo de presión de la onda estacionaria. Las frecuencias de resonancia dependen de la forma y el tamaño del recipiente en el que está contenida la burbuja.
Las mediciones espectrales han dado temperaturas de burbuja en el rango de 2300 K hasta5100 K , las temperaturas exactas dependen de las condiciones experimentales, incluida la composición del líquido y el gas. [7] La detección de burbujas muy altas por métodos espectrales está limitada debido a la opacidad de los líquidos a la luz de longitud de onda corta característica de temperaturas muy altas.
