Onze lockdownbubbels zijn voorlopig nog niet volledig opengebarsten, maar andere bubbels doen dat voortdurend. Wat verklaart het geluid van hun laatste adem?
De dag dat uw coronabubbel openbarst, zal ongetwijfeld gepaard gaan met knallende champagnekurken en klinkende glazen. Daarvoor hebben we geen vloeistofmechanica nodig om dat te verklaren.
Maar ook het uiteenspatten van een zeepbel wordt doorgaans vergezeld van een plopgeluid. Al is de verklaring daarvoor minder duidelijk.
De Franse natuurkundige Adrien Bussonnière en zijn collega’s van de Sorbonne Université zochten het uit dankzij een nieuwe techniek: de aeroakoestiek.
Twee geluiden
Een barstende bubbel wordt veroorzaakt door een scheur in het omringende zeepvlies. De capillaire krachten (het verschijnsel waarbij water omhoog klimt) raken uit balans en het omhulsel trekt zich steeds verder terug. Tijdens dit proces absorbeert het vlies het omliggende materiaal en wordt het steeds dikker Tegelijk wordt ook lucht uit de bel geperst totdat de luchtbel opnieuw een zeepmolecule wordt die ooit de bron van de luchtbel was.
Al deze processen veroorzaken veranderende drukgolven en het zijn net die drukgolven die geluid veroorzaken. Aan de hand van supergevoelige microfoons ontdekten de wetenschappers dat het zowel het terugtrekkende vlies als de ontsnappende lucht zijn die voor het hoorbare plopgeluid zorgen.
Vervolgens ontwikkelden de onderzoekers een model waarmee ze aan de hand van het geluid de locatie van de barst, de dikte van het bubbeloppervlak en andere kenmerken van de zeepbel konden voorspellen. Hun model werd vervolgens getoetst door hem te vergelijking met de high speed camera’s.
Vulkaanuitbarsting
Nu denkt u waarschijnlijk: ‘waar houden wetenschappers zich toch mee bezig, wat is het nut van te weten waar plopgeluiden vandaan komen?’ Fout gedacht. De studie van het geluid van bewegende vloeistoffen kan wetenschappers namelijk meer inzicht verschaffen in explosieve processen die we wel kunnen horen, maar niet kunnen zien, zoals bijvoorbeeld een op uitbarsten staande vulkaan.
Door naar het gerommel binnen de bubbels van het opkomende magma te luisteren, kunnen wetenschappers mogelijk heel wat duidelijkheid krijgen in de flow van het magma en het toekomstige gedrag van de vulkaan.
Het resultaat van het onderzoek is te lezen in het vakblad Physical Review Letters.
Mysterie van de dag
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier
