sexta-feira, 18 de novembro de 2016

Sonomulinescência - Sua estrela particular!

Exite um fenômeno muito curioso e interessante que pode ser reproduzido a baixo custo, inicialmente observado em 1933/1934, chamado de sonomulinescência, que como o próprio nome induz a deduzir é a geração de luz a partir do som. Este processo, pode ser observado por meio de um problema chamado de cavitação, onde por exemplo uma bolha de ar é "aprisionada" por uma onde acústica na água.

O processo de cavitação pode ser coloquialmente descrito como um criação de uma força oscilante por meio de um campo acústico que funciona como um ponto atrator em um fluido para uma bolha de gás, como pode ser visto na figura abaixo.
Fonte: http://spaceplasma.tumblr.com/post/51074228039/sonoluminescence-how-bubbles-turn-sound-into

Dado o campo acusto produzido pelos piezoelétricos, ao introduzir uma bolha de ar na água, esta é capturada e fica presa neste campa. Desta forma, a bolha começa a interagir com o campa acústico entrando em ressonância, onde seu raio começa a oscilar. O gráfico abaixo mostra a dinâmica típica do raio da bolha.

Fnte: http://www.sonoluminescence.com/id6.html

É possível verificar que o raio da bolha cresce e abruptamente colapsa para um valor muito próxima de zero. Dado que o volume de uma esfera escala com o seu raio ($R$) ao cubo, $$V_{esfera} = \frac{4}{3} \pi R^3 $$, existirá um aumento drástico da pressão no interior da bolha. Assim, este efeito irá compactar o ar dentro da bolha de forma tão intensa que gerará um plasma super aquecido, funcionando literalmente como um estrela! A qual emite luz!

Este é um fenômeno bastante interessante e utilizada inclusive por alguns tipos de camarões para atacar suas prezas, onde com um movimento ultrassônico de sua pata, o camarão gera uma bolha que emite luz! [Referência - Nature].

Uma ideia que vem sendo perseguida por vários grupo de pesquisa com a utilização da sonoluminescência é a possibilidade de fusão nuclear a frio. Dado que a bolha funciona tipicamente como uma estrela, onde há fusão nuclear, existe a ideia de se tentar fundir dois átomos de hidrogênio, criando um átomo de Hélio, gerando energia. 

O pesquisador Laurence A. Crum publicou um artigo no Jounal of the Acoustical Society of America, intitulado Resource Paper: Sonoluminescence, onde é apresentado um apanhado rigoroso dos artigos encontrados na literatura a respeito de sonoluminescência, sendo este uma excelente fonte de referência para a busca de estudos teóricos, experimentas e aplicações na nárea.

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