Première mesure directe de la température d’une bulle de cavitation

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La sonoluminescence – ce phénomène par lequel des bulles d’air prises dans un liquide émettent un flash de lumière sous l’action d’ondes acoustiques – a été décrite par les scientifiques depuis longtemps. Mais ses mécanismes restent encore mal connus.

David Flannigan et Kenneth Suslick, de l’University of Illinois at Urbana Champaign, ont franchi une nouvelle étape dans la compréhension du processus en réussissant à créer une unique bulle d’argon dans une solution d’acide sulfurique. Sous l’action des ondes sonores de fréquences supérieures à 18000 cycles par seconde, la bulle s’est d’abord dilatée avant d’atteindre ses limites pour ensuite rapidement s’effondrer. C’est lors de cette dernière étape qu’on observe l’émission de lumière. Grâce à leurs travaux, les deux chercheurs sont parvenus à obtenir un spectre 3000 fois plus lumineux que les précédentes expériences. Cela leur a permis de faire une analyse plus fine de l’événement. Selon leurs mesures, la température locale a atteint les 15000 Kelvin, soit plusieurs fois la température à la surface du Soleil. Mais le plus remarquable est la détection d’atomes d’argon et d’oxygène ionisés hautement énergétiques au cours de l’expérience.

Un résultat que les réactions chimiques et thermiques traditionnelles ne suffisent pas à expliquer et que les auteurs de la recherche attribuent donc à la collision des atomes avec des électrons et des ions de très hautes énergies sous forme de plasma très chaud formé dans le noyau de la bulle. Si ces données étaient confirmées, elles constitueraient la première détection directe d’un plasma associé à la sonoluminescence.

NYT 15/03/04 (Tiny bubbles implode with
the heat of a star) http://www.nytimes.com/2005/03/15/science/15soni.html

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