Discussione: I vortici e la sonoluminescenza

Ciao a tutti,

sposto qui la discussione sui vortici inizializzata da me e da Armando de Para.Mi è abbastanza noto il fenomeno di sonoluminescenza, applicato alla sonofusione.Non capisco le affinità con i vortici.
Spero che qualcuno di voi abbia lumi in proposito, mi riferisco anche al vortex group, che ha avuto la presunzione, a mio parere, di creare una sezione riservata ( non è vietato poi? ).Naturalmente non voglio polemiche...
tornando noi; è staro ipotizzato che all'interno delle microbolle che generano la sonoluminescenza si formino vortici definiti "sferico toroidali"...penso sia interessante e importante approfondire le dinamiche di questi vortici.
A te Armando...


A presto

Edited by Dareus - 11/12/2005, 12:14

dual torus

Ciao celerone,

interessante il sito, appena lo traduco con Google...

Armando ti sto aspettando...



Edited by Dareus - 11/12/2005, 12:14

Ciao Dareus,
penso che come moderatore dovresti conoscere bene l'argomento di cui discutiamo, non mi sembra il tuo caso visto che arrivi e chiedi informazioni...
Il moderatore non c'è perchè non ce ne stato mai bisogno e mi auguro che continui così!!!
Chiuso OT.

Per saperne di più sulla sonoluminescenza e vortici sferico toroidali ti consiglio di acquistare l'ultimo numero di Quark in edicola e di visitare questo link http://www.d2fusion.com/education/sonofusion.html
Link che ho già postato diverse volte.
Ciao
Armando

la vita a spirale
il grande attrattore
celerone

CITAZIONE (celerone @ 4/12/2005, 23:21)

la vita a spirale
il grande attrattore
celerone

Celerone, non esageriamo...
Vediamo di andar per gradi
Ciao
Armando

solo per evidenziare il link spirals a pag.16 che non riuscivo a postare.ciao celerone

La sonoluminescenza, da quel che ho capito, è causata da una violenta compressione delle bolle di gas. Ora, poichè un vortice genera forti variazioni di pressione, è possibile in effetti che questi crei fenomeni di sonoluminescenza. In questo caso pero' non si tratterebbe di sonoluminescenza vera e propria.
Allora, per avere un suono è necessaria una variazione di pressione trasmessa in un mezzo, o una vibrazione. Un vortice in effetti è in grado di generare tali ondate di pressione, ma bisogna capire se è cosi' che vogliamo creare la luminescenza oppure con variazioni di pressione dovute direttamente al vortice. Quindi possiamo, per convenzione, parlare di effetti diretti se la luminescenza è causata direttamente, in questo caso, dal vortice, o effetti indiretti se la luminescenza è causata dalle 'bordate di pressione' provenienti dal vortice. In questo ultimo caso è importnte che l'onda comprima la bolla. Per far cio' o l'onda deve essere costretta entro un qualcosa che non ne consenta la 'fuga' o deve essere colpita da onde provenienti da diversi lati. Vediamo la figura che chiarisce questo mio pensiero...



Quindi il punto fondamentale è far collassare la bolla quanto piu' rapidamente possibile. Il collassamento provoca un aumento di temperatura notevolissimo, ed inoltre avvicina le molecole che costituiscono la bolla.
Invece provocare direttamente grazie a dei vortici il collassamento della bolla è piu' complicato a mio avviso. Infatti bisogna causare un'aumento di pressione della bolla quanto piu' rapido ed omogeneo possibile. Il vortice tenderebbe a far muovere la bolla, deformandola, e creerebbe su di questa delle variazioni di pressione forse troppo disomogenee, a meno che si sfrutti ad esempio lo strato esterno o interno del vortice, che, per superfici piccole, puo' essere considerato a pressione costante. Ora, un simile reattore, in grado di generare una sonoluminescenza su una bolla di forma toroidale, è stato disegnato da me 6 giorni fa, mentre ero...ehm...in bagno (si, li ho le migliori idee ).
La geometria permetterebbe in teoria di comprimere una bolla e farla implodere. I moti impressi alla bolla causerebbero un continuo rimescolamento della stessa, con variazioni notevoli di pressione sulla sua superficie. La bolla, di forma toroidale, è creata in modo tale che possa essere misurata la temperatura che questa raggiunge.
Ovviamente, questo 'reattore' è frutto di un'idea, e nessun calcolo di base è stato fatto, e non credo che in un prossimo futuro lo farò...ho troppe cose da fare ora
Ciau ragà...

CITAZIONE (Dareus @ 6/12/2005, 15:14)

Ciao Mets,

ho eliminato la mia risposta, almeno non intralciamo il forum con le polemiche...
adesso vedi di partecipare alla discussione in modo attivo e di condividere le tue conoscenze sui vortici...
Armando non hai più le tue brillanti animazioni dapostare?qui farebbero comodo no?

Dareus, mi lusinghi, ma non sono il depositario di tutta la conoscenza sui vortici, la mela non l'ho ancora mangiata tutta, un pezzettino alla volta...
Ti ringrazio comunque e ti invito a visitare un po tutti i 3D sulla sonoluminescenza, le animazioni e i filmati che possedevo praticamente li ho postati tutti.
Sto cercando un link che ti volevo inserire, ma penso di averlo sull'altro pc, devo aspettare di ritornare on-line con l'attivazione adsl...ancora un pochino.
Ciao
Armando

Ciao Hellblow,

se il tuo progettino non è segreto militare non lo puoi scannerizzare e mostrare?non capisco bene come si possano creare bolle di forma così bizzarra!

Ciao Armando,

aspetto con ansia il link.Comunque credo che le animazioni dell'altro 3D debbano essere spostate qui...

A presto

CITAZIONE (Hellblow @ 6/12/2005, 23:54)

La sonoluminescenza, da quel che ho capito, è causata da una violenta compressione delle bolle di gas. Ora, poichè un vortice genera forti variazioni di pressione, è possibile in effetti che questi crei fenomeni di sonoluminescenza. In questo caso pero' non si tratterebbe di sonoluminescenza vera e propria.
Allora, per avere un suono è necessaria una variazione di pressione trasmessa in un mezzo, o una vibrazione. Un vortice in effetti è in grado di generare tali ondate di pressione, ma bisogna capire se è cosi' che vogliamo creare la luminescenza oppure con variazioni di pressione dovute direttamente al vortice. Quindi possiamo, per convenzione, parlare di effetti diretti se la luminescenza è causata direttamente, in questo caso, dal vortice, o effetti indiretti se la luminescenza è causata dalle 'bordate di pressione' provenienti dal vortice. In questo ultimo caso è importnte che l'onda comprima la bolla. Per far cio' o l'onda deve essere costretta entro un qualcosa che non ne consenta la 'fuga' o deve essere colpita da onde provenienti da diversi lati. Vediamo la figura che chiarisce questo mio pensiero...



Quindi il punto fondamentale è far collassare la bolla quanto piu' rapidamente possibile. Il collassamento provoca un aumento di temperatura notevolissimo, ed inoltre avvicina le molecole che costituiscono la bolla.
Invece provocare direttamente grazie a dei vortici il collassamento della bolla è piu' complicato a mio avviso. Infatti bisogna causare un'aumento di pressione della bolla quanto piu' rapido ed omogeneo possibile. Il vortice tenderebbe a far muovere la bolla, deformandola, e creerebbe su di questa delle variazioni di pressione forse troppo disomogenee, a meno che si sfrutti ad esempio lo strato esterno o interno del vortice, che, per superfici piccole, puo' essere considerato a pressione costante. Ora, un simile reattore, in grado di generare una sonoluminescenza su una bolla di forma toroidale, è stato disegnato da me 6 giorni fa, mentre ero...ehm...in bagno (si, li ho le migliori idee ).
La geometria permetterebbe in teoria di comprimere una bolla e farla implodere. I moti impressi alla bolla causerebbero un continuo rimescolamento della stessa, con variazioni notevoli di pressione sulla sua superficie. La bolla, di forma toroidale, è creata in modo tale che possa essere misurata la temperatura che questa raggiunge.
Ovviamente, questo 'reattore' è frutto di un'idea, e nessun calcolo di base è stato fatto, e non credo che in un prossimo futuro lo farò...ho troppe cose da fare ora
Ciau ragà...

Hell

Ma quando scriverai il tuo libro: "Un genio in bagno, un approccio ai segreti della fisica non convenzionale"?
Credo che sarebbe un successone.
Che ne dici di riscrivere il tuo post nel dossier vortex?
Sarebbe interessante.
Ciao

MetS

CITAZIONE

Ma quando scriverai il tuo libro: "Un genio in bagno, un approccio ai segreti della fisica non convenzionale"?

Uhhahha ce ne vogliono pero' di giornate passate a...scrivere ghghh

Il post è già nel vortex, lo scrissi in duplice copia

Ciao raga, a breve metto un secondo post...

Ciao,

torniamo a focalizzarci sui vortici.
Qualcuno mi dà un'occhiatina qui per favore?


A presto



Edited by Dareus - 20/12/2005, 16:27

Cari amici,

dal 'Notiziario online' de Le Scienze (del 17 settembre 2006), vi segnalo un'interessante news riguardante un esperimento di cavitazione condotto in condizioni di microgravita':

Collasso di bolle in assenza di gravità
Lo studio dei processi di cavitazione ha importanti risvolti industriali


Un gruppo di ricercatori del Politecnico di Losanna è riuscito a chiarire molti punti ancora oscuri dei processi di cavitazione e ne dà notizia sull’ultimo numero delle Physical Review Letters.
La cavitazione è un insolito processo nel quale minuscole bolle d’aria all’interno di gocce di un liquido crescono progressivamente per poi collassare improvvisamente. Questo fenomeno può costituire un problema in diversi campi industriali perché nel corso del collasso delle bolle d’aria viene concentrata una notevole quantità di energia in un volume piccolissimo, il che dà luogo a improvvisi “punti caldi”, a microgetti di liquido caldissimo e a onde d’urto, causando a lungo andare danni alle strutture di contenimento del liquido, come per esempio gli oleodotti. La cavitazione, peraltro può essere utilizzata anche in positivo, inducendola in batteri per ucciderli, per frantumare calcoli o per pulire superfici.
Il fenomeno – i cui effetti dipendono dalla presenza e dalla conformazione delle superfici prossime al punto in cui avviene il collasso – è difficile da studiare in laboratorio, in quanto la gravità impedisce la formazione di bolle di dimensioni sufficientemente grandi da poter essere studiate accuratamente. I ricercatori di Losanna sono riusciti ad aggirare l’ostacolo allestendo i loro esperimenti su un velivolo dell’ESA che più volte è stato portato in condizioni di microgravità.
Fra le scoperte più singolari vi è quella relativa al fatto che le bolle non si formano al centro delle gocce, ma sono spostate verso un lato, e che esse collassano secondo una simmetria toroidale [mio corsivo, NdR], proiettando getti di liquido surriscaldato in direzioni opposte.

Saluti,
Massimo

CITAZIONE (Dareus @ 20/12/2005, 17:01)

Ciao,

torniamo a focalizzarci sui vortici.
Qualcuno mi dà un'occhiatina qui per favore?


A presto

ciao Dareus,

ti ringrazio per i link che hai postato... era tempo che cercavo qualcosa di Shauberger in italiano...

ciaoamicod

ciao mangoo,
per completare l'interessantissimo articolo sulla cavitazione,
sempre stesse fonti,

il punto precedente all'ultima scoperta

Sonoluminescenza quantitativa
Misurata l'energia luminosa prodotta dalle bolle di gas


Una bolla di gas all'interno di un liquido, se eccitata dalla propagazione di ultrasuoni, è in grado di trasformare una frazione dell'energia sonora in luce. Si tratta di un processo osservato già da decenni e battezzato sonoluminescenza. Nonostante il fenomeno sia noto da tempo, misurarne e comprenderne le caratteristiche si è sempre rivelato un compito arduo. Grazie al sostegno della National Science Foundation, alcuni chimici hanno misurato per la prima volta le reazioni chimiche e l'emissione di luce da una singola bolla. I risultati dell'esperimento, condotto da Ken Suslick e Yuri Didenko dell'Università del'Illinois, sono stati pubblicati sulla rivista "Nature".
Gli ultrasuoni provocano, al passaggio in un liquido, la formazione, la crescita e infine il collasso di microscopiche bolle: un processo chiamato cavitazione. Queste piccole oscillazioni possono provocare notevoli temperature e pressioni, simili a quelle che si osservano, su più larga scala, nelle esplosioni. La capacità di stimolare reazioni chimiche molto energetiche da parte degli ultrasuoni è stata studiata con l'attenzione rivolta a possibili applicazioni industriali e mediche: per esempio, la degradazione di sostanze inquinanti e lo sviluppo di nuovi mezzi di contrasto. Per sfruttare pienamente questo processo, tuttavia, i ricercatori hanno bisogno di quantificare l'energia rilasciata da una singola bolla. Il nuovo esperimento ha mostrato che le bolle, collassando, sviluppano una temperatura sufficiente a spezzare le molecole di acqua. Meno di un milionesimo dell'energia sonora viene però convertito in luce, mentre una quantità superiore di circa un migliaio di volte causa la formazione di atomi, ioni e frammenti molecolari. Il resto, la maggior parte dell'energia, viene semplicemente convertita in energia meccanica, provocando onde d'urto che si propagano nel liquido.
"La cavitazione che governa il collasso implosivo di queste bolle - spiega Suslick - genera temperature confrontabili alla superficie del Sole, con pressioni simili a quelle che si trovano sul fondo degli oceani. Questo fenomeno ci offre un metodo per concentrare l'energia sonora diffusa in una forma usufruibile chimicamente."
Le possibili applicazioni comprendono la produzione di catalizzatori per carburanti puliti, la rimozione dello zolfo dalla benzina e il miglioramento delle reazioni chimiche usate nella sistesi di farmaci. Il processo è già stato usato per produrre nuovi catalizzatori di uso industriale e agenti biomedici per le risonanze magnetiche.

CITAZIONE (mangoo @ 18/9/2006, 10:10)

Fra le scoperte più singolari vi è quella relativa al fatto che le bolle non si formano al centro delle gocce, ma sono spostate verso un lato, e che esse collassano secondo una simmetria toroidale [mio corsivo, NdR], proiettando getti di liquido surriscaldato in direzioni opposte.

Saluti,
Massimo

Ciao Massimo,
grazie della conferma

Chiedo scusa per la mia igroranza, solo 2 domande:

domanda 1
Quante atmosfere di pressione c'è all'interno della bolla?

domanda 2
Quante atmosfere di pressione c'è all'interno del sole?

ringrazio anticipatamente...

Salve Ufficioinfo123 e benvenuto!

A quanto ho avuto modo di leggere, non c'e' risposta precisa alle tue questioni.
Entro questi limiti, per la sonoluminescenza a singola bolla (SBSL) sono state avanzate ipotesi per cui la pressione nel nucleo della bolla nel momento del collasso possa raggiungere il valore di 'una decina di trilioni (~10¹³) di KPa', che corrispondono a circa un centinaio di miliardi di atmosfere (1 atm ~ 10<sup>2<sup> KPa). Nelle stesse condizioni la temperatura dell'interno delle bolle raggiungerebbe i 100 milioni di gradi Celsius, ovvero circa 20000 volte quella della superficie del sole (stimata secondo il modello del corpo nero), e dello stesso ordine di grandezza di quelle che il modello prevalente della struttura solare prevede per il suo nucleo.

Se, come si intuisce, le tue domande mirano a suggerire la possibilita' di reazioni di fusione nucleare in condizioni di SBSL, ebbene la tua curiosita' sembrerebbe sostenuta da alcune pubblicazioni ed esperimenti al riguardo, pure circondate da sostenuta controversia. Per maggiori informazioni, puoi iniziare dalle pagine che trovi a questo link, e dai riferimenti che li reperirai. Non mancare di leggere anche le pagine dedicate all'argomento in questa sezione del forum!

Saluti,
Massimo

salve,
un articolo iinteressante dalle scienze,
forse un pò ot

Un condensato di Bose-Einstein di polaritoni
La massa molto piccola di tali quasi-particelle rende più agevole questo tipo di esperimenti


Difficile dire che cosa siano senza entrare nei dettagli della teoria. Quel che è certo – stando a quest’ultima ricerca dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne – è che i polaritoni mostrano di andare incontro alla condensazione di Bose-Einstein alla temperatura relativamente alta di 19 gradi Kelvin.
Queste quasi-particelle – si legge nell’articolo apparso sulla rivista “Nature” – offrono così un'opportunità unica di osservare, ed eventualmente sfruttare, un tale sistema quantistico nello stato solido.
I condensati di Bose-Einstein sono spesso descritti come il “quinto stato della materia” una fase particolare in cui le particelle condividono lo stesso stato quantistico. Questa fase è stata prevista da Satyendranath Bose e Albert Einstein nel 1924. Ci sono voluti molti decenni per avere la strumentazione necessaria per ottenere atomi a temperatura sufficientemente bassa da osservare questo effetto. Gli sforzi, tuttavia, sono stati premiati e il successo degli esperimenti è valso il Premio Nobel per la fisica del 2001 a Eric Cornell, Wolfgang Ketterle e Carl Wieman.
Raffreddati fino a temperature di poco superiori allo zero assoluto, gli atomi in nubi diluite di gas bosonici smettono di muoversi e condensano, non in un liquido ma in una nuova fase chiamata condensato, in cui gli atomi hanno tutti lo stesso stato quantistico. Come i fotoni in un laser, le particelle sono coerenti e si comportano collettivamente come una “superparticella”.
Nel caso dei polaritoni, ottenere un condensato di Bose-Einstein è un po’ più semplice, grazie alla loro massa molto piccola, 10.000 volte inferiore a quella dell’elettrone. Ciò implica la possibilità di condensazione di Bose-Einstein a temperature raggiungibili con le tecniche criogeniche convenzionali e apre la strada alle futuribili ma sempre più vicine tecniche di computazione quantistica.

altro articolo forse ot,
magari mangoo mi trova il posto giusto
Quella strana repulsione che lega
Per creare il legame è stato sfruttato un "cristallo" di luce laser


Un gruppo di fisici dell’Università di Innsbruck è riuscito a creare un nuovo tipo di legame stabile fra atomi che si respingono. Questo risultato fortemente controintuitivo è stato ottenuto con atomi ultrafreddi di rubidio da Johannes Hecker Denschlag, Andrew Daley e colleghi, che ne hanno dato notizia sull’ultimo numero di Nature.
Nello spazio libero, coppie di oggetti che si respingono non possono esistere, dato che si allontanerebbero subito l’uno dall’altro. I ricercatori hanno dimostrato che il problema può essere superato collocando atomi di rubidio-87 ricavati da un condensato di Bose-Einstein all’interno di un reticolo tridimensionale di luce formato dall’interferenza di svariati fasci laser. Questo “cristallo” di luce forma barriere di potenziale che intrappolano gli atomi. La cosa singolare è che se, una volta intrappolati, i ricercatori interrompevano l’interazione fra gli atomi, la coppia si disuniva, per tornare a unirsi non appena veniva nuovamente ripristinata la forza repulsiva.

per scusarmi dell'ot precedente,

posto ora un articolo interessante sui vortici...

30.09.2002
Bosoni che si comportano come fermioni
Sarebbe possibile indurre il fenomeno facendo ruotare un condensato di Bose-Einstein


Alcuni ricercatori del Max-Planck-Institut für Quantenoptik di Garching, in Germania, hanno proposto un metodo per indurre i bosoni a comportarsi come fermioni. Questi ultimi, come gli elettroni, obbediscono al principio di esclusione di Pauli, mentre i bosoni, come i fotoni, non hanno invece questa limitazione e possono coesistere in numero illimitato nello stesso stato quantistico. Due possibili esperimenti per osservare questo fenomeno sono stati proposti sulla rivista "Physical Review A."
In molti casi i fermioni si comportano come bosoni, grazie a fenomeni come la superconduttività e la superfluidità. In questi casi i fermioni formano coppie che si comportano come bosoni. Nessuno è però mai stato in grado di ottenere il contrario, di far obbedire i bosoni al principio di esclusione di Pauli. Ora alcuni ricercatori del Max-Planck-Institut für Quantenoptik, guidati da Belen Paredes, hanno avuto due idee in proposito. Un modo, suggeriscono, potrebbe essere quello di far ruotare un condensato di Bose-Einstein (BEC). A riposo, il BEC ha diversi livelli di bassa energia dovuti ai vari valori possibili del momento angolare degli atomi. Tuttavia, ruotando il BEC al giusto ritmo si può far sì che le energie di questi livelli diventino uguali, poiché la rotazione eliminerebbe il guadagno di energia dovuto al momento angolare. Tutti confinati nel più basso livello di energia, gli atomi sarebbero costretti a minimizzare la loro repulsione reciproca e lo farebbero assumendo valori leggermente diversi del momento angolare, agendo quindi come fermioni. Ruotare i BEC è attualmente possibile con laser o sistemi meccanici, ma per osservare questo fenomeno con le velocità di rotazioni attualmente ottenibili sarebbe necessario creare BEC con soli pochi atomi, contro le varie migliaia di quelli ottenuti finora. Nel caso in cui questo non fosse possibile, i ricercatori hanno un'altra proposta: ruotare un reticolo ottico, una ragnatela di trappole di atomi basate sulla luce e contenenti cinque atomi ciascuna. Una situazione simile è sperimentalmente possibile e l'effetto dovrebbe essere più evidente.


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Per ulteriori informazioni si veda l'articolo originale:

B. Paredes, P. Zoller, and J. I. Cirac, Fermionizing a small gas of ultracold bosons, Phys. Rev. A 66, 033609 (settembre 2002)

I vortici energetici dall'atomo all'universo rappresentano la natura intima dell'universo, vedi sotto

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Queste immagini allegate mi sembrano significative

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