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当水下气泡破裂时,它们可以产生光,但我们并不真正知道为什么

  • 2024-12-18
  • Kemberly

还有很多物理问题尚未解决到。但有一个特别酷且更明显的谜团围绕着你可能每天都会看到的东西:气泡。

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1934 年,科隆大学的科学家在研究声纳时发现了一些非常奇怪的东西。在用超声波冲击的水浴中,他们看到了混沌云闪烁的空化气泡。这很奇怪,但有一段时间没有真正的方法来研究这种现象,直到 1991 年,研究人员能够在烧瓶中央捕获一个气泡,并真正仔细观察它。

研究小组在他们的报告中写道:“当房间的灯光变暗时,用肉眼可以看到一个针尖大小的绿色发光点,靠近液体中气泡的位置。”纸。 “当通过显微镜观察时,发光点位于气泡的几何中心。”

说真的,好好看看。这有多奇怪?

这项研究表明,并且进一步的研究证实,即使气泡没有完全破裂,也可以发光,但每次被声场压缩时都会发光。从那时起我们就了解到,我们在发现声致发光方面被螳螂虾,它可以快速地将爪子移动到一起,从而产生空化气泡,然后气泡发光。

物理学家试图解释这一现象,并提出了一些相当不错的假设,但迄今为止还没有一种解释被广泛接受为正确的。我们所知道的是,气泡本身的温度高达 25,000 开尔文(24,726°C,或 44,540°F)。如果这还不能让您相信气泡的强大力量,您应该知道空化气泡对船舶螺旋桨叶片的损害是众所周知的,其施加的力超过每平方厘米7公斤在他们身上。

气泡产生的热量被认为是产生光的一个因素,一些人将其建模为以下结果:黑体辐射。也有人认为,惰性气体在这些强烈的塌陷条件下会被电离,并且光会被电离。制动辐射 辐射当原子与电离粒子碰撞时产生发光。然而,并非所有人都相信这些想法与数据相符。

其他解释包括产生的辐射量子隧道效应,在高温下发生核聚变,尽管这条途径是不太可能是正确的。有人认为这种效应本质上是量子效应。

“世界上有三种光。要么是激光,你必须花费大量的时间和精力来制造激光,要么是热光,也就是我们通常从太阳、钨丝灯或氢灯等处获得的光,或者它们是量子光。”一项研究加拿大渥太华大学的易卜拉欣·卡里米 (Ebrahim Karimi) 说道。

通过在巧妙的装置中观察气泡,该团队相信已经找到了声致发光是一种量子效应的证据,发射的光子彼此成对纠缠。

“我们观察到光子以特定的统计量出现。这种特定的统计量被称为亚泊松分布,”卡里米补充道。 “这证实了这种现象本质上是量子的,纯粹的量子,并且没有经典的类似物。”

这将很有用,因为通过气泡形成产生纠缠粒子可能比其他方法更便宜且更容易实现。然而,目前还不清楚哪种解释是正确的,这意味着科学家们将不得不花更多的时间来研究气泡并弄清楚发生了什么,然后我们才能将它们用于量子实验。

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