Pistoolgarnaal knalt niet alleen, hij flitst ook
Een jaar geleden was de pistoolgarnaal wereldnieuws. Onderzoekers van de Stichting FOM, de Universiteit Twente en de Technische Universität München publiceerden toen een verklaring voor de luide knallen die pistoolgarnalen produceren. Ze kunnen één van hun scharen razendsnel dichtklappen en door de hoge snelheid van het water dat tussen de schaarhelften wegspuit ontstaat door de onderdruk een luchtbel die vervolgens met een luide knal implodeert (zie Pistoolgarnalen knallen met knappende luchtbellen). Nu blijkt uit een korte publicatie van dezelfde onderzoekers (Detlef Lohse, Barbara Schmitz en Michel Versluis) in Nature van 4 oktober dat de imploderende bel ook superkorte lichtflitsen produceert.
Dat imploderende bellen licht kunnen uitzenden is op zich een bekend verschijnsel, sonoluminescentie genoemd. Twee jaar geleden stelden Lohse en collega's voor het eerst een geloofwaardige verklaring voor dat verschijnsel voor. Wanneer zo'n luchtbel in water, onder invloed van de druk van het omringende water, in elkaar klapt, stijgt door de implosie de temperatuur in de bel kortstondig tot minstens 5000 graden Celsius. De gasmoleculen krijgen even heel veel meer energie en raken een deel van die energie kwijt door licht uit te zenden. Datzelfde blijkt nu ook te gebeuren in de luchtbellen die pistoolgarnalen produceren. In een aquarium in het laboratorium werd de knalschaar van een pistoolgarnaal heel even beroerd met een fijne penceel. De garnaal klapte daarop zijn schaar dicht, gevolgd door de knal van de imploderende luchtbel die aan het uiteinde van de schaar was ontstaan. Op hetzelfde moment bleek een zeer gevoelige lichtdetector een kortstondig zwak lichtsignaal te registreren. De lichtflits duurt korter dan 10 nanoseconden (10 miljardsten van een seconde). Bij nadere beschouwing van de flits blijken er naast de hoofdpiek ook nog kleine piekjes te zijn. De imploderende luchtbellen in water zijn niet altijd mooi rond. Bij het imploderen ontstaan kleine restbellen en die zorgen voor die nevenpiekjes. De totale lichtflits van de pistoolgarnaal bleek in totaal zo'n 50.000 fotonen (lichtdeeltjes) te produceren, te zwak om met het blote oog te zien. De flits speelt daarom waarschijnlijk geen rol in het leven van de pistoolgarnaal, in tegenstelling tot de knallen die onder andere dienen om kleine visjes te verdoven en op te eten. De lichtflitsen zijn een extra bewijs voor de extreme omstandigheden in de imploderende bel.
Meer informatie bij dr. Michel Versluis, Universiteit Twente, telefoon (053) 489 80 77, e-mail m.versluis@tn.utwente.nl of bij prof.dr. Detlef Lohse, Universiteit Twente, telefoon (053) 489 80 76, email D.Lohse@tn.utwente.nl.