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當水下氣泡破裂時,它們可以產生光,但我們並不真正知道為什麼

  • 2024-12-18
  • Kemberly

還有很多物理問題尚未解決到。但有一個特別酷且更明顯的謎團圍繞著你可能每天都會看到的東西:氣泡。

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1934 年,科隆大學的科學家在研究聲納時發現了一些非常奇怪的東西。在用超聲波衝擊的水浴中,他們看到了混沌雲閃爍的空化氣泡。這很奇怪,但有一段時間沒有真正的方法來研究這種現象,直到 1991 年,研究人員能夠在燒瓶中央捕獲一個氣泡,並真正仔細觀察它。

研究小組在他們的報告中寫道:“當房間的燈光變暗時,用肉眼可以看到一個針尖大小的綠色發光點,靠近液體中氣泡的位置。”紙。 “當通過顯微鏡觀察時,發光點位於氣泡的幾何中心。”

說真的,好好看看。這有多奇怪?

這項研究表明,並且進一步的研究證實,即使氣泡沒有完全破裂,也可以發光,但每次被聲場壓縮時都會發光。從那時起我們就了解到,我們在發現聲致發光方面被螳螂蝦,它可以快速地將爪子移動到一起,從而產生空化氣泡,然後氣泡發光。

物理學家試圖解釋這一現象,並提出了一些相當不錯的假設,但迄今為止還沒有一種解釋被廣泛接受為正確的。我們所知道的是,氣泡本身的溫度高達 25,000 開爾文(24,726°C,或 44,540°F)。如果這還不能讓您相信氣泡的強大力量,您應該知道空化氣泡對船舶螺旋槳葉片的損害是眾所周知的,其施加的力超過每平方厘米7公斤在他們身上。

氣泡產生的熱量被認為是產生光的一個因素,一些人將其建模為以下結果:黑體輻射。也有人認為,惰性氣體在這些強烈的塌陷條件下會被電離,並且光會被電離。制動輻射 輻射當原子與電離粒子碰撞時產生發光。然而,並非所有人都相信這些想法與數據相符。

其他解釋包括產生的輻射量子隧道效應,在高溫下發生核聚變,儘管這條途徑是不太可能是正確的。有人認為這種效應本質上是量子效應。

“世界上有三種光。要么是激光,你必須花費大量的時間和精力來製造激光,要么是熱光,也就是我們通常從太陽、鎢絲燈或氫燈等處獲得的光,或者它們是量子光。”一項研究加拿大渥太華大學的易卜拉欣·卡里米 (Ebrahim Karimi) 說道。

通過在巧妙的裝置中觀察氣泡,該團隊相信已經找到了聲致發光是一種量子效應的證據,發射的光子彼此成對糾纏。

“我們觀察到光子以特定的統計量出現。這種特定的統計量被稱為亞泊松分佈,”卡里米補充道。 “這證實了這種現象本質上是量子的,純粹的量子,並且沒有經典的類似物。”

這將很有用,因為通過氣泡形成產生糾纏粒子可能比其他方法更便宜且更容易實現。然而,目前還不清楚哪種解釋是正確的,這意味著科學家們將不得不花更多的時間來研究氣泡並弄清楚發生了什麼,然後我們才能將它們用於量子實驗。

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