La sonoluminescenza è un fenomeno misterioso che si verifica quando le onde ultrasoniche eccitano un liquido, creando minuscole bolle che emettono luce quando collassano. L’effetto è amplificato quando le bolle contengono un gas nobile. La frase sonoluminescenza significa “luce sonora”.
Esistono varie teorie sulla sonoluminescenza, nessuna delle quali è stata definitivamente dimostrata. Al centro di queste minuscole bolle sono state misurate temperature superiori a 20,000 K. Questo è abbastanza caldo da far bollire il diamante.
Il fenomeno della sonoluminescenza è stato reso popolare nel film Chain Reaction con Keanu Reeves. Nel film, la sonoluminescenza viene utilizzata per avviare una reazione di fusione nucleare. Sono state osservate bolle create dalla sonoluminescenza che generano temperature che misurano in kilokelvin, o decine di migliaia di gradi. La soglia di temperatura per avviare le reazioni di fusione nucleare è di milioni di gradi, o megakelvin. C’è un po’ di discrepanza qui, una discrepanza che somma fino a tre ordini di grandezza. La sonoluminescenza è calda, ma non così calda.
I ricercatori del laboratorio dello scienziato di Purdue RP Taleyarkhan hanno affermato che, sotto la sonoluminescenza, un recipiente pieno di acetone emetteva neutroni a un livello statisticamente significativo, l’impronta caratteristica della fusione. Tuttavia, questi risultati non sono mai stati duplicati e sono stati sommariamente respinti in un articolo su Nature nel 2006. Il brevetto di Taleyarkhan per il dispositivo è stato rifiutato e un’analisi è stata pubblicata da B. Naranjo che mostra che i suoi dati sono stati male interpretati.
L’effetto della sonoluminescenza fu scoperto per la prima volta dagli scienziati tedeschi H. Frenzel e H. Schultes all’Università di Colonia nel 1934. Stavano tentando di accelerare il processo di sviluppo delle foto, ma hanno finito per osservare invece bolle luminose. Poiché l’effetto era così casuale e incontrollabile, non è stato studiato scientificamente fino a molto tempo dopo.
Nel 1989, Felipe Gaitan e Lawrence Crum furono in grado di creare una bolla di sonoluminescenza che rimase in un luogo costante: un’onda stazionaria ultrasonica generava periodicamente una bolla e poi la lasciava collassare. Questo è stato un grande passo avanti e ha permesso di analizzare il fenomeno in un ambiente di laboratorio. È stato scoperto che le bolle erano estremamente piccole quando veniva rilasciata la luce, larghe circa un micrometro o circa le dimensioni di un batterio. La durata dei lampi è estremamente breve, anche se nel complesso possono essere osservati ad occhio nudo: ogni lampo dura da poche decine a poche centinaia di picosecondi, il tempo necessario alla luce per spostarsi di pochi centimetri.
Sebbene la sonoluminescenza sia un effetto sorprendente, attualmente non ha applicazioni concrete e probabilmente non sarà mai sfruttata per l’energia di fusione. Sorprendentemente, ci sono gamberetti che fanno schioccare gli artigli così velocemente da mostrare la sonoluminescenza. Scienziati dotati di senso dell’umorismo hanno chiamato questo effetto gamberettoluminescenza.