Лицей "Дубна": еще есть, что открывать

Это явление впервые открыли в 1934 году, казалось, объяснили в общих чертах и не нашли чего-то сверхнеобычного. А через 60 лет обнаружились такие его удивительные свойства, что и современная физика на рубеже XXI века не может его понять.

Суть явления, названного сонолюминесценцией, заключается в следующем. Маленький пузырек воздуха, помещенный в колбу с водой, подвергается ультразвуковому воздействию. Если правильно подобрать частоту и интенсивность звука, то при определенных условиях пузырек начинает излучать голубоватый свет, хорошо видимый невооруженным глазом даже в незатемненном помещении. Исследования показывают, что экстремальность состояния вещества в пузырьке в момент вспышки такова, что мы получаем как бы фантастический химический тигель, позволяющий создать условия, недоступные другим способом в земной лаборатории. А совсем недавно явление сонолюминесценции наблюдали в стенах лицея "Дубна". Рассказывает преподаватель лицея, сотрудник ЛНФ Иван Алексеевич Ломаченков научный руководитель проекта:

Тот факт, что данное явление было воспроизведено в физической лаборатории лицея, не случайность. Наши лицеисты не только добиваются блестящих успехов на олимпиадах различного уровня - об этом писала ваша газета, но и участвуют в научных проектах. Обсуждаемый эффект довольно тонкий, наблюдать его нам удалось не сразу. Наверное, ничего бы вообще не получилось, если бы не существенная техническая помощь и консультации сотрудников Института физико-технических проблем Минатома России М. Б. Миллера и А. В. Сермягина, первыми осуществивших этот эксперимент в Дубне (а может быть, и в России). Несмотря на обилие гипотез и моделей, механизм явления сонолюминесценции пока не ясен. Действительно ли при резком схлопывании пузырька, а именно в этот момент происходит вспышка света, температура внутри пузырька достигает миллиона градусов, а газ превращается в плазму? А если это так, то не здесь ли начало принципиально новых путей к управляемому термоядерному синтезу ("настольный термоядерный реактор")? А разве не интригует воображение то обстоятельство, что самые распространенные на Земле вещества - вода и воздух - как бы специально приготовлены для этого эксперимента? Уберите из воздуха присутствующий в нем один процент аргона, и эффекта не будет. Почему он наблюдается только в воде, обычной или тяжелой? Почему вспышки следуют строго периодически, а их длительность крайне мала - десятки пикосекунд? Вспышка гаснет раньше, чем свет успевает покинуть 100-миллилитровую стеклянную колбочку, но свечение видно. Пока вопросов гораздо больше, чем ответов.

Над проектом работала группа из 7-8 лицеистов, это чуть меньше половины класса. Ребята около двух месяцев готовились к проведению эксперимента, изучали научно-популярную литературу, прорабатывали поблочно схему установки. Надо сказать, что мои одиннадцатиклассники очень увлеклись проектом и стремились как можно быстрее поставить эксперимент. И он увенчался полным успехом, хотя трудно было даже предположить, что в стенах нашего лицея такое возможно. Кроме самого факта наблюдения явления, теперь мы можем изучать его простейшие характеристики, например, исследовать влияние примесей, установить качественно зависимость интенсивности свечения от температуры воды и т.п. Но, наверное, главное - увлечь ребят физикой, показать им, что в ней есть еще, что открывать. Тем более, что такая "малая физика" (термин, введенный известным физиком А. Абрахамом), не требует громадных установок и соответствующих затрат. И чем бы наши мальчишки не занимались в будущем, их увлеченность не уйдет бесследно, проявится в других областях. Знаю, что многие из них пойдут в физику, и радует, что сейчас опять появились конкурсы на физические факультеты, а значит и надежда на будущее для нашей науки.

А с этой работой мы планируем выступить на международной конференции школьников "Старт в науку", проводимой МФТИ в конце марта. Сотрудничество нашего лицея с ИФТП, можно только приветствовать. Контакт физиков-профессионалов и образовательного учреждения очень важен. А в самом ИФТП, кстати, уже начаты работы не только по изучению явления сонолюминесценции, но и по его применению.

К концу нашего разговора с Иваном Алексеевичем одному из активных участников проекта Дмитрию Гибинскому, все время не оставлявшему попыток наблюдать эффект, это удалось на короткое время - в шарике с водой появилась маленькая голубая "звездочка", но не на резонансной частоте и поэтому быстро "погасла".

- Когда первый раз увидели - было очень удивительно. Теперь уже привыкли. Все-таки наблюдали ее суммарно два часа, гоняли по колбе светящийся пузырек, стреляли по нему лазером. Конечно, хочется понять, в чем тут дело, разгадать эту тайну...

Ольга ТАРАНТИНА