Сонолюминесценция (CЛ) напоминает мне «световые органы» 1970-х гг., популярные на танцульках. Они создавали многоцветную подсветку, которая пульсировала в ритме музыки. Однако свет от CЛ, несомненно, намного жарче и короче, чем от ее психоделических аналогов!
Термин «сонолюминесцения» относится к испусканию коротких вспышек света при схлопывании пузырьков, порожденных в жидкости звуковой волной. Немецкие ученые Г. Френцель и Г. Шультес обнаружили это явление в 1934 г., когда проводили опыты с ультразвуком в емкости с фотопроявителем. На фотопленке получились мельчайшие точки от света, испущенного схлопы- вающимися пузырьками, появляющимися при включении звука.
В 1989 г. физик Лоуренс Крам и его аспирант Фелипе Гайтан получили стабильную CЛ от одиночного пузырька, захваченного стоячей акустической волной: импульс света излучался всякий раз, когда волна сжимала пузырек.
Вообще говоря, CЛ может возникнуть, когда звуковая волна стимулирует образование газовой полости в жидкости (этот процесс называется кавитацией). При коллапсе газового пузырька создается сверхзвуковая ударная волна, и его температура повышается до значений, превышающих температуру на поверхности Солнца, - газ в пузырьке становится плазмой. Охлопывание пузырька длится менее 50 пикосекунд (или 50 триллионных частей секунды). Вследствие столкновения частиц в плазме пузырек испускает синий свет и ультрафиолетовое излучение, а также рентгеновские лучи. В момент излучения диаметр пузырька примерно равен одному микрону — это размер бактерий. Температура в нем может подняться по крайней мере до 20 000 К — при такой температуре даже алмаз закипает! Некоторые ученые предполагали, что если бы температуру можно было поднять еще выше, CЛ пригодилась бы для получения термоядерного синтеза.
Раки-щелкуны умеют производить нечто похожее на сонолюминесценцию. Щелкая своими клешнями, они создают сжимающийся пузырек, генерирующий ударную волну. Она порождает громкий звук, оглушающий жертву, и тусклый свет, который можно зафиксировать с помощью фотоумножителей.
В жидкости, возбуждаемой ультразвуком, образуются и схлопываются газовые пузырьки. «Кавитация приводит к взрывному сжатию этих пузырьков, порождающему температуры, сравнимые с температурой на поверхности Солнца», - пишет химик Кеннет Суслик.