Después de lanzar pequeños chorros de agua con un láser de rayos X, Los investigadores observaron trenes de ondas de choque que se movían hacia la izquierda y hacia la derecha alejándose de las regiones llenas de microburbujas. Crédito:Claudiu Stan / Rutgers University Newark
Un equipo de investigadores ha producido un sonido submarino que rompe récords con una intensidad que eclipsa la del lanzamiento de un cohete. La intensidad equivalía a dirigir la energía eléctrica de una ciudad entera en un solo metro cuadrado, resultando en presiones de sonido por encima de 270 decibeles. El equipo, que incluyó a investigadores del Laboratorio Nacional Acelerador SLAC del Departamento de Energía, publicaron sus hallazgos el 10 de abril en Fluidos de revisión física .
Usando la fuente de luz coherente Linac (LCLS), Láser de rayos X de SLAC, los investigadores lanzaron pequeños chorros de agua con pulsos cortos de poderosos rayos X. Aprendieron que cuando el láser de rayos X golpea el jet, vaporizó el agua a su alrededor y produjo una onda de choque. Mientras esta onda de choque viajó a través del jet, creó copias de sí mismo, que formaba un "tren de ondas de choque" que alternaba entre presiones altas y bajas. Una vez que la intensidad del sonido subacuático cruza un cierto umbral, el agua se rompe en pequeñas burbujas llenas de vapor que colapsan inmediatamente. La presión creada por las ondas de choque estaba justo debajo de este punto de ruptura, sugiriendo que estaba en el límite de lo fuerte que puede llegar el sonido bajo el agua.
Una mejor comprensión de estos trenes es esencial para crear nuevas técnicas que eviten daños en muestras en miniatura que se suspenden en chorros de agua para permitir que se mida su estructura a escala atómica. Esto podría hacer avanzar la investigación en áreas como la biología y la ciencia de los materiales, conduciendo a fármacos más eficaces y materiales más eficientes.
El equipo estaba dirigido por Gabriel Blaj, un científico de planta en SLAC y la Universidad de Stanford, y Claudiu Stan, en la Universidad Rutgers de Newark. También incluyó a investigadores del Stanford PULSE Institute y del Paul Scherrer Institute en Suiza. LCLS es una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE. Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencias y Ciencias Químicas del Departamento de Energía, División de Geociencias y Biociencias.