Žiariaca záhada

Nie každá fyzikálna záhada sa ukrýva za náročnými experimentmi s miliónovými rozpočtami. Asi pred desiatimi rokmi dostal postgraduálny študent Elipe Gaitan z Univerzity v Mississippi úlohu pomocou ultrazvuku balansovať malú vzduchovú bublinku v nádobke s vodou. S prekvapením zistil, že bublinka pri tom slabo svieti. Prečo? Celkom presne to dodnes nikto nevie.

Tomuto javu sa hovorí sonoluminiscencia (z latinského sonus = zvuk, lumen = svetlo) a hľadanie jeho vysvetlenia pre vzduchovú bublinu sa stalo detektívnym dobrodružstvom mnohých vedcov.

Zistili, že žiarenie je vlastne sériou zábleskov. Tak, ako kmitá ultrazvuková vlna, bublinka zväčšuje a zmenšuje svoj objem. Keď je najmenší, objaví sa krátky záblesk. To sa opakuje dvadsaťtisíckrát za sekundu, samotný záblesk trvá asi desaťmiliardtinu sekundy.

Ako vysvetlenie kandidovalo viacero teórií. Jedna z najnádejnejších, publikovaná začiatkom roku 2000 v časopise Nature, považuje za zdroj svetla ionizované vzácne plyny argón a xenón. Ionty vznikajú pri prudkom pohybe bublinky, ktorá sa tak rozžeraví až na tridsaťtisíc stupňov. Autori teórie – Sascha Hilgenfeldt z USA, Siegfried Grossmann z Nemecka a Detlef Lohse z Holandska – pritom museli spojiť výsledky mnohých oblastí fyziky, pre ktoré sa bublinka stala dômyselným laboratóriom. Pozoruhodné je, že sonoluminiscenciu sa darilo pozorovať iba vo vode. Čím je práve táto kvapalina taká zvláštna.

Nedávno sa na stránkach Nature objavil ďalší zaujímavý príspevok. Vedec Yuri Didenko s kolegami z Illinoiskej univerzity formulovali dve požiadavky na kvapalinu, umožňujúcu sonoluminiscenciu. Aby sa argón a xenón vôbec mohli zahriať na dostatočnú teplotu, musí byť kvapalina schopná počas kolapsu bublinky pohltiť ostatné, viacatómové plyny. Kvapalina zároveň nesmie do bublinky dodávať príliš mnoho svojej vlastnej pary. Obe vlastnosti má práve voda. Vedci vytypovali niekoľko organických kvapalín, ktoré tiež spĺňajú obe požiadavky, urobili experiment a - pozorovali sonoluminiscenciu.

Zdá sa, že vedci sú opäť o krôčik bližšie k dôkladnému objasneniu tohto fenoménu. Nikto však zatiaľ nevie, či jav nájde nejaké praktické uplatnenie alebo či jeho výskum zostane iba jedným z krásnych dobrodružstiev na ceste za pochopením prírody.

(mb)