Nejzářivější bublinky  
...zaregistrovali v laboratoři Setha Puttermana na Kalifornské universitě. V nich uvězněný xenon „šokovaný“ rázovou vlnou na okamžik zazářil jako 100W žárovka.

 

Sonoluminiscence jediné bubliny zachycené ultrazvukovými vlnami uprostřed baňky

I když jev sonoluminiscence není velmi známý a málokdo přesněji ví, co tento pojem znamená, ve fyzice je pevně zakotven téměř osm desetiletí a ne tak dávno téměř způsobil malou fyzikální revoluci. Doposud ne zcela vysvětlený úkaz jako první v roce 1934 pozorovala dvojice H. Frenzel a H. Schultes z University v Kolíně (Universität zu Köln) při výzkumu kavitace, kterou způsobují vojenské námořní akustické radary. Silné ultrazvukové vlny ve vodě vyvolávaly nepředvídatelné ohňostroje slabých záblesků. Jak se ukázalo, jejich zdrojem byly drobné bublinky, které vznikají prudkým lokálním podtlakem, například při rychlém čerpání, za lodním šroubem, nebo při přechodu minima intenzivní tlakové vlny. Vlastně jsou to dutinky (cavities) vakua, jež se okamžitě vyplňují vodní párou. Zvýšením tlaku opět zanikají, a když je tato změna výrazná, těsně před vymizením slabě zazáří. Tak se mohou projevit i klasické bublinky plynu stoupající kapalinou, v které se prudce mění tlak například přechodem intezivních ultrazvukových vln.
 

Záhadná sonoluminiscence se ale v takové chaotické formě a při tehdejších technických možnostech nedala dobře studovat, proto se o ní fyzikové příliš nezajímali. Průlom nastal až o půlstoletí později, když v roce 1988 Felip Gaitan přišel na způsob, jak pomocí rezonance stojatých akustických vln zachytit v tekutině uprostřed nádoby jedinou bublinku. Její rozměry i vyzařování při každé prudké kompresi způsobené přechodem maxima ultrazvukové vlny již lze registrovat. V této podobě se jev dá dobře studovat a do tohoto úkolu se s vervou pustil Seth Putterman z Fakulty fyziky a astronomie Kalifornské university v Los Angeles. Stal se světově uznávanou jedničkou v tomto oboru. Nyní jeho laboratoř ohlásila dosažení zajímavého rekordu – sonoluminiscenční záblesky s intenzitou 100 Wattů. Je to mnohonásobné zjasnění dosavadního maxima, které dlouho zářilo na úrovni desítek miliwattů. Až v roce 2004 Alan Walton z University of Cambridge přinutil bubliny ve vertikálně rychle vibrujícím válci vytvářet 1wattové záblesky. I to je ale stonásobně méně, než je současný Puttermanův rekord, o němž referuje v odborném článku v časopisu Physical Review E.


Záhadný bublinový ohňostroj

Představme si skleněnou baňku ve tvaru malé koule naplněnou kapalinou, například vodou, ale používá se 20% roztok glycerinu v odplyněné destilované vodě. Na baňce je připevněn generátor ultrazvukových vln s frekvencí v řádech prvních desítek kilohertzů. Nad 20 kHz jde o zvuk, jež lidské ucho nevnímá. Když se v místnosti zcela zatemní a neslyšitelný ultrazvuk se dostatečně zesílí, drobné bublinky vzduchu vypouštěné tenkou tryskou ze dna baňky do kapaliny začnou s frekvencí vln vydávat extrémně krátké slabé modravé záblesky. Pro Gaitanův experiment s jednou bublinkou uvězněnou rezonancí hustotních (zvukových) vln v centru nádoby, je nutné zkombinovat vhodnou velikost baňky s křemitého skla (např. průměr 5 cm) se čtyřmi synchronizovanými generátory ultrazvuku do kříže upevněnými po jejím obvodu a emitujícími vibrace o přesné, dopředu vypočítané frekvenci (např. 26 kHz). Bublinku je nutné uprostřed baňky mechanicky vytvořit. To je ale ta nejjednodušší „klasická“ verze experimentu, k níž si musíme přimyslet sestavu detekčních a měřících zařízení. Za dvacet let však vědci vyzkoušeli bezpočet mnohem sofistikovanějších modifikací s různými kapalinami a plyny, zkoumali různé frekvence i intenzity ultrazvuku, případně ho nahrazovali vysokofrekvenčními mechanickými kmity nádob. Dopracovali se k mnohým empirickým poznatkům, například, že když je v bublině jistý podíl inertního plynu, záblesk je jasnější. Ale k žádnému jednoznačnému vysvětlení.

Zvětšit obrázek
Bublina v okamžiku záblesku, těsně před dosažením jejího minimálního objemu. Vpravo její maximální objem. Převzato z přednášky S. Puttermana – video pod článkem.

Mechanismus je zřejmý, příčina záblesků ne

Víme, že „zvuk“ je vlastně schopnost mnohých vyšších živočichů do slyšitelné formy transformovat pomoci sluchového orgánu podélné hustotní vlny jistého frekvenčního rozsahu, které se šíří vzduchem. Fyzikálně jde ale o oscilace tlaku, které lze registrovat i bez převádění na zvuk. Jde o materiálové vlny, proto se nemohou přenášet vakuem, jenom hmotným prostředím. Kapalina (voda, nebo zmíněný roztok glycerínu) je na rozdíl od plynu za běžných podmínek v podstatě nestlačitelná. Proto zvukové vlny na bublinky působí mnohem dramatičtěji, než na okolní tekuté prostředí a energie se v nich doslova koncentruje a to vzhledem na hustotu energie okolního zvukového pole až bilion krát. Pokles tlaku vyvolá výraznou expanzi bublinek a následný nárůst tlaku jejich prudký kolaps. Jejich objem takto osciluje s frekvencí ultrazvuku, přičemž velkost (amplituda) těchto změn je závislá od amplitudy vln, tedy od intenzity zvuku. Rozdíl mezi maximálním a minimálním poloměrem bubliny se tak v jednom cyklu může změnit i stonásobně, objem tedy i milion násobně, což je například poměr Zem - Slunce. To znamená, že při nezměněné frekvenci s nárůstem „hlasitosti“ zvuku se musí zvětšovat i rychlost s jakou se bublina smršťuje. Při sonoluminiscenci může až čtyřnásobně překročit rychlost zvuku v plynu v jejím nitru. Tento kolaps způsobí enormní nárůst teploty v rozsahu od několik tisíc až po několik desítek tisíc Kelvinů a plyn se ionizuje, přechází na kratičký okamžik do stavu horkého plazmatu. Podle některých modelů simulujících působení šokové vlny na bublinu prý hodnota teploty plynu v jejím centru by mohla přesáhnout i milion Kelvinů. Z tohoto teoretického předpokladu se zrodila myšlenka jaderné fúze, jež by se mohla za jistých okolností v kolabujících bublinách odehrávat (viz níže). Zajímavostí je, že k světelným zábleskům, jež trvají desítky až stovky pikosekund (pikosekunda - miliontina miliontiny sekundy) dochází o několik nanosekund (miliardtin sekundy) dříve, než bublina dosáhne minimálního rozměru okolo jednoho mikrometru (tisíciny milimetru). Spektrum tohoto záření se nachází na hranici viditelného a blízkého ultrafialového světla, proto se našemu zraku pozorovatelné záblesky jeví namodralé. Na vyvolání sonoluminiscenčního jevu je nevyhnutná jistá limitní frekvence i intenzita ultrazvuku, přičemž tyto hodnoty závisí na složení kapaliny a plynu v bublinách. Teorií, proč při prudkém kolapsu zazáří, je více, od exotického kvantového vyzařování vakua až po racionálnější ionizaci a následnou rekombinaci atomů prudce zahřátého stlačeného plynu.

 

Profesor Seth J. Putterman, světová jednička ve výzkumu sonoluminiscence. Kredit: UCLA

Nejjasnější záblesky

Vraťme se ale k sonoluminiscenčnímu 100wattovému rekordu Puttermanovy laboratoře. Je výsledkem 20 let sbíraných zkušeností ostříleného experimentátora, který si při pokusech vyhrál s různými kombinacemi podmínek. Rekordních záblesků také dosáhl netradičním způsobem. Ve výšce umístěný ocelový válec vědci naplnili kyselinou fosforečnou a přes dno pomocí jemné trysky vpustili asi 1 mm velkou bublinku inertního xenonu. Když vystoupala do výšky asi 11 cm, nechali válec velmi prudce poklesnout a narazit na kovovou podložku. Tento kinetický šok způsobil rychlý kolaps bublinky, která na okamžik zazářila. Série pokusů prokázala, že takto vyvolané záblesky trvaly „až“ 150 nanosekund, což je asi tisíc až deset tisíc krát déle, než při běžné sonoluminiscenci. Jejich maximální intenzita dosáhla 100 W a spektrum záření odpovídalo teplotě 10 200 K.


Bublinová jaderná fúze

Intenzivně blikající bublinky jsou sice zajímavé, ale stoprocentně nevyvolají ve fyzikálním světě takový rozruch, jaký se podařil před devíti lety Rusimu Taleyarkhanovi, který v té době pracoval v Národní laboratoři v Oak Ridge v americkém státě Tennessee, velkém moderním výzkumném komplexu spravovaném Ministerstvem energetiky USA. Právě výsledky Taleyarkhanových experimentů naznačovaly, že některé odvážné teoretické úvahy by mohly být reálné a za jistých okolností při sonoluminiscenci vskutku dochází k jaderné fúzi. A to by byla doslova bomba, která by explodovala, kdyby se potvrdilo, že se vědec nemýlí. Jako kapalinu použil aceton, v jehož molekulách byly atomy lehkého vodíku nahrazeny o neutron bohatším deuteriem. Celá nádoba byla zvenčí ozařována externím zdrojem neutronů, které v interakcích s acetonem v něm vytvářely drobné bublinky par. Při prudkém kolapsu způsobeném silnými ultrazvukovými vlnami se v nich měla teplota zvýšit až nad milion kelvinů a docházet ke slučování jader deuteria na tritium, tedy těžký vodík se dvěma neutrony a proton, nebo na helium a neutron. Odborný článek začátkem března 2002 zveřejnil prestižní časopis Science. Jenže tím ke své dobré pověsti nepřispěl a záblesk slávy trval - podobně jako při sonoluminiscenci - velmi krátce. Mezi vědci se zvedla vlna nesouhlasu a kritiky, vhodně vybavené laboratoře se pokoušely o zopakování experimentů. Neúspěšně. Vlastně nastala situace podobná aféře se studenou fúzi při elektrolýze těžké vody v podaní Ponse a Fleischmanna (1989), jenom média byla v tomto případě a po předcházejících zkušenostech poněkud opatrnější. Svou „pravdu“ proti mnohým oponentům a fúzi vyvracejícím důkazům Taleyarkhan obhajoval několik let. Právě zmíněný expert Seth Putterman se účastnil několika opakovaných pokusů, které dopadly pro vědce indického původu neslavně. V roce 2004 se Taleyarkhanovi podařilo prosadit do odborného periodika další článek. Nejenže v něm potvrdil své předcházející výsledky, ale byl přesvědčen, že miliard krát zvýšil jejich důvěryhodnost. Tento spor stál americké daňové poplatníky statisíce dolarů. Nejen na granty, které Taleyarkhan na zajímavý výzkum získal, ale i na opakované experimenty a komise... a vyšetřování. Vše uzavřel nekompromisní verdikt vedení University v Purdue, kam Taleyarkhan v roce 2003 z Oak Ridge po první vlně kritiky a obvinění přesídlil. Komise sestavená z členů pěti nezávislých pracovišť se v roce 2008, po dlouhém šetření, které zahrnovalo nejen nezávislé pokusy, ale i vyjádření všech Taleyarkhanových spolupracovníků, dopracovala k závěru, že experimenty prokazující jadernou fúzi v podmínkách sonoluminiscenčního jevu byly úmyslně zmanipulované a jejich výsledky zfalzifikované.


A to je to to nejhorší, čeho se vědec, jehož posláním je hledat pravdu a ne lehkou cestu ke kariéře, může dopustit. Věda se nesmí stát politikou. Pro obranu Taleyarkhana ale je nutné poznamenat, že by bylo velmi zvláštní a netaktické vědomě zavádět v experimentu, při němž si je člověk jistý, že v případě převratného výsledku se ho všichni, kteří mají k dispozici příslušné technické možnosti, budou snažit zopakovat. Jaderná fúze představuje nejnadějnější budoucí zdroj energie. Naléhavost jeho využití poroste, když se zkombinují problémy s tradičními zdroji s následky využití různých obnovitelných alternativ. Dá se očekávat, že za krátký čas ne Higgsův bozon, ale dosažení řízené fúzní reakce bude tím nejdůležitějším cílem fyzikálního výzkumu. Než se jí podaří zvládnout, asi se přece jenom budeme muset smířit s jadernou energetikou, anebo se nevěřícně dívat, jak se mění rozložení ekonomických a tím i politických sil ve světě.

 

Video 1: V roce 2005 BBC také zorganizovala jeden nezávislý experiment, v němž se nejznámější odborníci na sonoluminiscenci snažili co nejpřesněji zrekonstruovat Taleyarkhanovy pokusy. Použili citlivější detektor neutronů a pokus nechali běžet mnohem delší dobu kvůli průkaznější statistice. Anglický přepis celého dokumentu.

 


Video 2: Seth Putterman 30. listopadu 2010 měl 109. čestnou výroční přednášku na University of California.




Datum: 28.04.2011 18:00
Tisk článku

Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení - von Rétyi Andreas
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 240 Kč
Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení
von Rétyi Andreas

Diskuze:

oni někteří ti alarmisté nebyli žádní blbci

Pavel Brož,2011-04-30 14:19:10

Sám nevěřím, že by při jaderném výbuchu mohlo dojít k reakci vedoucí např. k zapálení atmosféry - tato moje víra je opřená především o výsledky praktických zkoušek, protože k zapálení atmosféry nedošlo ani při výbuchu Car bomby o ekvivalentu cca 60 megatun TNT, a to už je co říct. Nicméně naprosto rozumím tomu, že před těmito experimenty, a také i nadále při stále se zvyšující tonáží výbuchů, tyto obavy po nějakou dobu přetrvávaly.

Tyto obavy nevznikaly jen v hlavách nějakých pomatených bláznů, ale také v hlavách velice fundovaných lidí. Tak např. Richard Hamming, objevitel samoopravných kódů dodnes využívaných v komunikacích i v CD/DVD, význačný matematik, po němž je pojmenována prestižní Hammingova cena za přínos v informačních vědách a technologiích, participoval na výpočtech, které měly potvrdit či popřít možnost samovznícení atmosféry po jaderném výbuchu, v rámci projektu Manhattan. Jeho výsledky vyzněly tak, že by k samovznícení atmosféry nemělo dojít, ovšem byly závislé na předpokladech, o nichž měl pochyby. Když tyto své obavy komunikoval s příslušným kolegou, byl hrubě odbyt, sám se poté dlouho trápil, že participuje na něčem, co v důsledku nedostatečné znalosti potřebných předpokladů může přivést zánik všeho živého na Zemi.

Hamming rozhodně nebyl žádným idiotem. Trápil se oprávněnými pochybami, přičemž měl k dispozici nesrovnatelně více informací, než bychom tady na oslu, s výjimkou pana Wagnera a několika dalších jaderných specialistů, dali i s pomocí Googlu dohromady.

Odpovědět


Zapálení atmosféry jaderným výbuchem

Vladimír Wagner,2011-05-01 11:11:19

Před prvními jadernými zkouškami se úvahy o této možnosti objevily (třeba i u Tellera), i když už v té době byla označena za vysoce spekulativní a velmi nepravděpodobnou. Nejen testy jaderných bomb ale i upřesněním řady potřebných dat, jako jsou účinné průřezy zúčastněných jaderných reakcí či chování velmi horké plazmy poměrně záhy takovou možnost úplně vyloučily.

Odpovědět


Alarmismus

Adolf Balík,2011-05-01 20:58:05

Ve 40. letech v době projektu Manhattan to jistě byla legitimní hypotéza. Od té doby ale uplynulo hodně vody. Už nějaký čas je to alarmismus.

Odpovědět

Alarmisté jaderného požáru

Adolf Balík,2011-04-30 11:13:50

Tohle se bude líbit alarmistům jaderného požáru. Ti pořád tvrdili, že při jaderných zkouškách hrozí, že exploze zažehne jaderný požár - jadernou reakci nekontrolovaně se šířící i v prostředí kolem bomby, jež k takové superkatastrofě poslouží jako zápalka. Tahle plazma ve vodních bublinách, u které je podezření na dosahován parametrů potřebných pro fúzi za extrémních okolností, to je voda na jejich mlýn. Budou tvrdit, že podmořské jaderné zkoušky nám mohou jaderně zapáleit oceány. :-)

Odpovědět

Karel Š,2011-04-30 10:15:04

Upřímně řečeno, myslím si že je poněkud optimistické snít o tom že v nádobce s vodou dosáhnu zvukovými vlnami téhož čeho se v NIF dosahuje (nevím jak úspěšně) tepelně indukovaným výbuchem.
Když tlesknu, taky se určitý objem vzduchu po velmi krátkou dobu pohybuje navzvukovou rychlostí. Ale na to abych testoval aerodynamické vlastnosti nějakého modelu mi tleskání nestačí, na to potřebuju hypersonický tunel.

Odpovědět

Italská studená fúze zřejmě potvrzena

Tomáš Kohout,2011-04-29 14:25:18

Italská studená fúze byla údajně potvrzena odborníky ze Švédska. Navíc se začínají připravovat komerčně využitelné články zatím pouze o výkonu 4,4 kW. Je to dáno tím, že u takto nízkých výkonů jsou již odladěny nestability při zahájení a ukončení fúze. Chtěl jsem dát odkaz na zdroj, který jsem asi před týdnem četl, ale bohužel ho nyní nemohu najít. Google nabízí pouze články z ledna vesměs z Osel.cz

Odpovědět


Link...

Vojtěch Kocián,2011-04-29 14:40:40

http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/energi/article3144827.ece

Odpovědět


Karel Š,2011-04-29 15:24:09

Budu si jeste chvili hrat na nevericiho Tomase. Pri te predvadecce meli k nahlednuti tri zarizeni "rozbalena" a jedno "zabalene", pricemz k experimentu pouzivali to "zabalene" a pred navstevou z nej rozbalili jen ten komin na paru. ("During the running we used the rightmost one of the devices, figure 4, which is surrounded by a 2 cm thick lead shield, as stated by Rossi, and wrapped with insulation, figure 5."). A zabalene to ma podstatne vic nez zminovanych 50 cm3 ("Any chemical process for producing 25 kWh from any fuel in a 50 cm3 container can be ruled out.").
Jinymi slovy, nerikam ze to jsou podvodnici, ale neberu to jako jednoznacny dukaz ze nejsou.

Odpovědět


Švédské přezkoumání italské studené fúze

Adolf Balík,2011-04-29 15:50:30

O tom švédském zkoumání italské studené fúze píší i česky trochu tady:
http://www.nwoo.org/view.php?nazevclanku=nejnovejsi-masina-na-studenou-fuzi-dela-nemozne-…-nebo-ne&cisloclanku=2011040012

Odpovědět


Pavel Hudecek,2011-04-29 18:40:15

Za potvrzené to budu považovat až když:
- bude vysvětleno, proč pár metrů od nestíněného jaderného zařízení o výkonu několika kW všichni nezemřeli.
- pak mi to někdo předvede osobně a budu se do toho moci podívat.
nebo, druhá možnost:
- kalorimetrickým důkazem, při kterém zařízení poběží tak dlouho, aby byla jistota, že množství získané energie převyšuje to, co by se získalo spálením konvenčního paliva, kdyby jím byl vyplněn celý objem aparatury.

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-04-30 08:23:30

Pokud neproběhne zcela nezávislý experiment, který nebude řízený oběma Italy, pokud bude platit, ze zkoumat se může jenom vstup a výstup, ale již ne proces uvnitř, a jako argument bude, že nebyl ještě schválený patent... nevidím nejmenší důvod tomu důvěřovat.

Švédové mě překvapují - sami říkají, že "problémem je, že Rossi a do velké míry i Focardi nechtějí zveřejnit žádný detail" - viz video:
http://www.youtube.com/watch?v=Vt2JqEmaUGc

navzdory tomu "věří", protože "věří" oběma Italům.

To, že mohli analyzovat vzorku "vstupního" prášku z čistého niklu a "výstupního" po dvou a půl měsíci chodu přístroje - přičemž experiment běžel bez jejich účasti v Bologni a hodnověrnost vzorků je postavena na důvěře, že vše se děje zcela čestně... TO SNAD NENÍ VĚDECKÝ DůKAZ!!!

Pokud nebude publikovaný celý přesný postup, jenž se bude dát zcela nezávisle prověřit, jako v případě Taleyarkhana, tak nemá smysl uvažovat o fúzi.

Takto se přece věda nemá a nesmí dělat! Opět všechno se předvádí systémem a la Copperfield na tiskovkách. Žádný pořádný článek, žádná možnost podrobného prozkoumání, jenom "umělecko-kouzelnícké" prezentace.
A to se s trochou energie pomaloučku postupně a zcela systematicky rovnoměrně, po celé měsíce v útrobách tajemného přístroje mění nikl na měď a železo!!!

"A sample of fresh nickel powder and a sample of nickel powder that had been in an active E-Cat for two and a half months was given to Kullander and Essen. Elemental and isotopic analysis was performed on the samples utilizing both X-ray Fluorescence and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. The result was that the fresh nickel powder was almost totally pure nickel, but the nickel powder that had been in an E-Cat contained 10% copper and 11% iron. Two of the copper isotopes detected were Cu63 and Cu65. Kullander has stated this is proof of nuclear reactions taking place in the reactor."

A to Kullander sám prohlásí:
"The powder has reportedly been used for 2.5 months continuously with an output of 10 kW (according to Rossi)."
(Prášek byl údajně neustále používaný 2,5 měsíců při výkonu 10 kW (podle Rossiho)

...údajně...

Takže se nikl s trochou energie mění na měď a železo, navíc bez uvolňování radioaktivního záření, ale nelze to podrobně zkoumat...
Vždyť jenom to, že se výkon v čase v podstatě nemění je podezřelé a nelogické. To znamená, že procentuální množství niklu, které se proměňuje se musí v čase zvyšovat, protože niklu postupně ubývá, ale výkon zůstává zachován.

FAKT SE DÁ TOMU VĚŘIT? Nemělo by se přijat pravidlo, že další financování bude závislé na zcela nezávislém prověření, podobně, jako se to dělo v případe bublinkové fúze, kde byl podrobný článek, podle něhož se dalo vše zopakovat? A to alespoň nebylo v tak příkrém rozporu se současnými fyzikálními znalostmi!

A propos - mnohé trubky na přístroji jsou z mědi...

Odpovědět


Problematická místa ve švédském potvrzení

Vladimír Wagner,2011-05-01 10:39:27

Ten článek o švédském potvrzení italské fúze ve mě vzbuzuje velkou řadu podezření. Nejproblematičtější je pasáž, kde jako důkaz fúze je uváděno, že prášek, který byl označen za ten, který se vháněl do přístroje byl čistý nikl bez mědi či železa a prášek, který měl být vzorkem po průchodu přístrojem obsahoval 10 procent mědi a 11 procent železa. Hrozně podezřelé pro mě je to, že se jednalo pouze o stabilní izotopy a u mědi byl poměr stabilních izotopů 63 a 65 stejný jako u přírodní mědi. Pokud by měď vznikala v jaderných reakcích vodíku s niklem, musely by zákonitě vznikat i radioaktivní izotopy mědi a při provozu a řadu dní po ukončení činnosti by musel vyzařovat opravdu velkou intenzitu záření gama (třeba izotop 64 mědi má sice poločas rozpadu 12 hodin, ale v takovém množství, jak je uvedeno - procenta - by aktivita vydržela hodně dlouho). Zároveň by i poměr mezi stabilními izotopy nebyl stejný jako u přírodní mědi.

Odpovědět


Vlastnosti produktu "fúze"

Vojtěch Kocián,2011-05-02 07:12:29

Zajímalo by mě, jestli se Švédsku zkusili rozseparovat prášek, který byl údajně produktem fúze na niklová, měděná a železná zrna. Případně, jestli zkusili zjistit složení jednotlivých zrn. Nevím, pro jakou velikost zrn je to ještě možné a jak jemný prášek Italové přinesli, ale zkusit by se to mělo. Pokud by bylo možné zrna separovat podle složení, jde z mého hlediska o podvod, protože při jaderné reakci by niklová zrna měla být plus minus rovnoměrně prostoupena atomy mědi a železa. Samozřejmě mohli nastrouhat velmi kvalitní slitinu, ale i v ní by se projevovaly větší nehomogenity než v produktu jaderné reakce.

Odpovědět


Karel Š,2011-05-02 17:34:12

To je docela dobry napad, nikl a zelezo jsou magneticke a med neni, takze pokud to neni slitina tak odseparovat med od zbytku by mohlo byt docela snadne.

Odpovědět

Záblesk

Jan Konečný,2011-04-29 11:37:16

Z čeho se berou ty fotony?

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-04-29 12:07:50

no podle Puttermana - a pravděpodobně nejen podle něho - v bublinách dochází na okamžik k ionizaci plynu - tedy vzniká několik tisíc až deset tisíc Kelvinů horké plazma, což je polévka energetických nabitých částic, které se rychle pohybují a v intenzivně bortícím se miniprostroru ineragují. Pohybující se náboj vyzařuje fotony - nebo jinak řečeno, je zdrojem elmag. pole. Při rozpínání bubliny dochází opět k rekombinaci a prudkému ochlazení. Vše se děje s frakvencí ultrazvuku, tedy například 25 tisíc krát za sekundu. Fascinující jev...
Jestli jde o to správné vysvětlení? Asi jo, ale teorií je více a tak Nobody knows...

Teď mě napadá další související otázka - proč k záblesku dochází před dosažením objemového minima bubliny a v minime již nevyzařuje. Možná to souvisí s přechodem neutálního plynu do plazmatického stavu.

Možná se přes víkend odhodlám najít vysvětlení, nebo požádat někoho z Puttermanového labáku.

Tento mechanizmus se prý využívá v chemii při speciálních reakcích, ale nevím o tom mnoho.

Odpovědět


Karel Š,2011-04-29 12:42:13

Docela verohodne vysvetleni je na Wikipedii (v anglictine):
http://en.wikipedia.org/wiki/Sonoluminescence#Mechanism_of_phenomenon

Odpovědět


pohybující se náboj

Jan Konečný,2011-04-30 13:58:34

Ten foton se vyštěpuje z té částice (jádro/elektron) nebo je to jen projev elektromagnetické vlny, tedy jakoby vznikne z ničeho?

Odpovědět


Karel Š,2011-05-01 11:23:20

Foton je nehmotná částice, on se z atomu "nevyštěpuje", on je jen příznakem toho že došlo k přeuspořádání částic v atomu s tím že výsledný stav má nižší energii než výchozí stav - rozdíl těchto dvou energií je právě roven energii vzniklého fotonu.
Foton a elektromagnetická vlna jsou jedno a totéž.

Odpovědět

Nápad?

Mamlasos Mamlasovič,2011-04-29 09:31:00

Co si myslíte o tomhle ? : http://www.aldebaran.cz/forum/viewtopic.php?t=2560

Odpovědět


Za pokus asi stojí

Vojtěch Kocián,2011-04-29 11:22:25

Jako nápad to nevypadá špatně a pravděpodobně ho při honbě za co nejvyšší teplotou v bublině tým profesora Puttermana vyzkouší.

Z laického hlediska bych viděl jeden problém v tom, že voda přece jen není úplně nestlačitelná a při opravdu vysokých tlacích se může chovat jinak, než jsme zvyklí. Druhý problém může být ve vysoké teplotě, kdy bude docházet na hranici bubliny a vody k přechodu vody do nadkritického stavu nebo dokonce k jejímu rozkladu. Toto by mohlo bránit dosažení vyšších tlaků a teplot, ale je to spíš otázka na někoho, kdo s tím má mnohem více zkušeností.

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-04-29 11:54:27

Hmmm, ráda bych Vám odpověděla z pozice profesionála, ale můžu jen z pozice zvídavého laika, přesněji laičky (zní to tak divně v ženském rodě... asi se neznalost u žen řekne jinak :)
Jak chcete vytvořit kulovou akustickou vlnu? Zdroj byste musel mít ničím nestíněný, dokonale bodový, nebo kulový v centru nádoby. Jenže od stěn odražené vlny by interferovaly a již to je závažný problém. Zkuste to domyslet pro nějaký poloměr nádoby a konkrétní frekvenci a jenom pro jistý počet pulzů a zanedbejte vícenásobní interferenci, která by po krátkém čase nastala...
Obávám se, že akustický a navíc odrazený signál Vám neumožní zkoncentrovat dostatek energie. Samozřejmě odrazem ztrácíte její obrovské množství. Nejdřív zkuste Vaši představu domyslet pro "klasickou" sonoluminiscenci v obyčejné například skleněné kouli - jak byste Váš nápad realizoval? Až pak přemýšlejte o fúzi. Jak zdroj kulové vlny, tak bublina se musí nacházet v přesném středu nádoby.

Myslím, že podle Vašich představ zrealizovat "obyčejnou" sonoluminiscenci v dokonale sférické nádobě by byl problém.

Odpovědět


Mamlasos Mamlasovič,2011-04-29 12:24:12

No já právě počítám s tím že se tam ta kulová vlna vytvoří interferencí u stěn a naváže se s ostatníma vlnama do kulové vlny, umisťovat zdroj do středu je nesmysl to by se první a nejsilnější sled šířil ven...

Nápad není tak úplně můj, nějaký český vědec na tomto principu (na jmeno si opravdu nevzpomenu) vytvořil přístroj na drcení kamenů v močovém měchýři akustickou vlnou z více zdrojů, kde se právě využívá toho že se vlny zkoncentrují uprostřed-takže tkání neprochází taková hustota energie aby je nějak vážně poškodila.

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-04-29 12:48:04

"No já právě počítám s tím že se tam ta kulová vlna vytvoří interferencí u stěn a naváže se s ostatníma vlnami do kulové vlny..."
Asi myslíte u stěn nádoby... ale to vám velká část energie také bude "unikat ven"...

Nevím si představit konstelaci zdrojů vůči sférické nádobě, které vytvoří takové vlnění, které zinterferuje do dokonale kulovité, od stěn nádoby do jejího středu se šířící vlny? Tím nechci tvrdit, že to nelze, jen že to nevím.... ????

Odpovědět


Karel Š,2011-04-29 16:34:53

K vytvareni sfericky presne kulove vlny - neni to az tak tezke, viz konstrukcni plany k vyrobe atomove bomby kde se plutonium pred vybuchem take stlacuje sfericky presne kulovou razovou vlnou.
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_weapon_design#Implosion-type_weapon

Odpovědět


Rozbíjení kamenů

Pavel Hudecek,2011-04-29 18:17:26

V tomto případě se jednalo o eliptické zrcadlo, kde v jednom ohnisku je zdroj (pulzní výboj) a ve druhém cíl (ledvinový kámen). Z principu věci je zřejmé, že ve druhém ohnisku se určitě nedosáhne vyšší teploty, než ve zdrojovém výboji.
----
Kulovou vlnu by šlo udělat jedině cca tak, že celá nádoba bude pokryta kulovým piezoreproduktorem. Zásadní otázka zní, zda existuje nějaký způsob, jak nechat vyrůst sféricky symetrický monokrystal, který by byl jeho základem... Takže asi spíš spousta synchronně nepájených repráčků a před každým nějaké korekční tělísko, aby výsledkem byla kulová vlna.

Odpovědět


Mamlasos Mamlasovič,2011-04-30 12:49:24

Tak to se oblouvám za blamáž. V paměti mi utkvělo jenom něco a já z toho vymyslel toto. Nemáte odkaz na to zařízení ?

Odpovědět


pro zájemce

Mamlasos Mamlasovič,2011-05-01 12:52:44

http://www.ceskatelevize.cz/program/port/tema/76-vyboj-ktery-leci/

Odpovědět

fuze?

Jan Spurny,2011-04-28 22:12:13

Je mi jasne, ze v originalnich "fuznich" pokusech se fuze pravdepodobne vubec nekona - ale je to tak uplne vyloucene? Vysoke teploty tam jsou, tlaky take, takze si nemuzu pomoci, ale prijde mi, ze pouze potrebujeme jak tlaky, tak teploty zvysit, ne? A pokud to jde 1000x (z desitek mW na 100W), mozna to pujde jeste vice - tam uz by pak sance na fuzi byla vyssi, ne?

Nejsem fyzik, takze je vysoce pravdepodobne ze se pletu, ale nemuzu si pomoci, kdyz vidim jak se vsichni soustredi na (opravnenou) kritiku, ale nikdo neresi jestli alespon myslenka neni celkem spravna..

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-04-28 23:12:01

Ne, myslím, že ani samotný Putterman, i když se účasnil pokusů, které vyvrátily "acetonovou" fúzi, tuto možnost zcela nevylučuje.

Při jeho nynějších pokusech se sice dosáhlo 100 W, ale jenom něco přes 10 tisíc kelvinů a to je sonoluminiscenční "nižší" standard - pro fúzi zcela nedostatečný. Zářivost spíše bude souviset s použitými chemikáliemi a intenzitou jediného šoku.

Jak se pro physicsworld Putterman vyjádřil, "vnitřek bubliny by měl (pro podmínky dostatečné pro fúzi) dosáhnout hustoty pevného materiálu a teploty nad deset milionů kelvinů".

Je otázkou, jestli - i kdyby se podařilo systém s vhodnými látkami - a slučovat budeme vědět jenom vodík a ne xenon (je energeticky nejschodnější, podrobnější vysvětlení je myslím v článku V. Wagnera, komentujícím italskou studenou fúzi) - vystavit dostatečně silnému rázovému šoku, jestli by i při vyšších energiích došlo k její stejné koncentraci v stlačitelných bublinách. Tedy k znásobení faktorem 10^12 (hustota energie).

Tento nový Puttermanův experiment je spíš další cihličkou poznání sonoluminiscence a ne cestou k fúzi. Ale za dveřmi svých laboratoří se jí bezpochyby zabývá. Je to nesmírně lákavý cíl. Jistě ale ne pomocí inertních plynů He, Ne, Xe...

Odpovědět


Vojtěch Sokol,2011-04-29 00:21:46

Ikdyby k nejake fuzi v bublince doslo, myslim, ze by vyvstanuly zasadnejsi problemy:
1) byblinky jsou velmi male, jak dosahnout takove hustoty reakci aby se to vyplatilo,
2) jak odvadet teplo ke generaci elektriny?

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-04-29 01:59:40

I v mikrometr malém objemu může být stlačený dostatek vodíkového paliva pro fúzi. Nakonec obrovský nákladný NIF s nejvýkonnějším laserem
http://www.osel.cz/index.php?clanek=4860
má v cíli 2mm kuličku naplněnou vodíkem, který není pod tlakem, takže tento cíl se musí gigantickou energií mnohých laserových paprsků ještě o několik řádů zkomprimovat, aby se dosáhlo potřebné teploty 3,3 mil. K (a tlaku).
Kdyby se s neporovnatelně menšími vstupnými náklady (a energií), než zatím ne-funguje NIF, podařila fúze "jenom" několika jader pomocí bublinek v kapalině, bylo by to vskutku fantastické. Jistá naděje asi je, i když malá a problémů na řešení bude více. Například kolaps bubliny musí být nejen dostatečně rychlý a "velký", ale musí být symetrický. Nevím jestli rázová vlna přicházející z jednoho směru to zcela zajistí i když nestlačitelnost kapaliny způsobuje všesměrnost tlaku...jenže tu jde o infinitesimálně krátké okamžiky, kde i rychlost vlny na vzdálenost průměru bubliny hraje roli. Možná interference několika silných rázových vln, jenže to musí být bublina na velmi přesném místě v kapalině...
Ale to jsou jenom ad hoc laické úvahy hluboko po půlnoci :)
Chytrých mozků, jenž si problémem žhaví závity bude asi dost, takže uvidíme...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace