Dopo aver lanciato piccoli getti d'acqua con un laser a raggi X, i ricercatori hanno osservato treni di onde d'urto in movimento a sinistra ea destra allontanarsi dalle regioni piene di microbolle. Credito:Claudiu Stan/Rutgers University Newark
Un team di ricercatori ha prodotto un suono subacqueo da record con un'intensità che eclissa quella del lancio di un razzo. L'intensità era equivalente a dirigere la potenza elettrica di un'intera città su un solo metro quadrato, con conseguente pressioni sonore superiori a 270 decibel. Il gruppo, che includeva ricercatori del Laboratorio nazionale dell'acceleratore SLAC del Dipartimento dell'energia, hanno pubblicato i loro risultati il 10 aprile in Fluidi per la revisione fisica .
Utilizzando la sorgente luminosa coerente Linac (LCLS), laser a raggi X di SLAC, i ricercatori hanno fatto esplodere piccoli getti d'acqua con brevi impulsi di potenti raggi X. Hanno appreso che quando il laser a raggi X ha colpito il jet, vaporizzò l'acqua intorno e produsse un'onda d'urto. Mentre questa onda d'urto viaggiava attraverso il jet, ha creato copie di se stesso, che formava un "treno di onde d'urto" che alternava alte e basse pressioni. Una volta che l'intensità del suono subacqueo supera una certa soglia, l'acqua si scompone in piccole bolle piene di vapore che collassano immediatamente. La pressione creata dalle onde d'urto era appena al di sotto di questo punto di rottura, suggerendo che era al limite di quanto il suono forte può diventare sott'acqua.
Una migliore comprensione di questi treni è essenziale per creare nuove tecniche che prevengano i danni in campioni in miniatura sospesi in getti d'acqua per consentire la misurazione della loro struttura su scala atomica. Ciò potrebbe far progredire la ricerca in settori quali la biologia e la scienza dei materiali, portando a farmaci più efficaci e materiali più efficienti.
La squadra era guidata da Gabriel Blaj, uno scienziato del personale presso SLAC e la Stanford University, e Claudio Stan, alla Rutgers University di Newark. Comprendeva anche ricercatori dello Stanford PULSE Institute e del Paul Scherrer Institute in Svizzera. LCLS è una struttura utente DOE Office of Science. Questo lavoro è stato sostenuto dall'Ufficio di Scienze e Scienze Chimiche del Dipartimento di Energia, Divisione di geoscienze e bioscienze.