Dans un verre d'eau, les ultrasons créent de minuscules bulles. Elles grandissent, se contractent, et parfois s'effondrent brusquement, comme une bulle de savon qui éclate, mais des milliers de fois plus vite. Autour de ces bulles flottent de petites particules – par exemple, des billes de nickel de la taille d'un grain de poussière. À chaque mouvement, la bulle les pousse, tel un nageur qui bat l'eau et crée des vagues autour de lui.
Pour observer ces poussées, les scientifiques ont utilisé des rayons X provenant d'un accélérateur de particules. Ils ont pris des images toutes les quelques microsecondes – plus vite qu'un clin d'œil. Sur les images, on voit la particule s'éloigner de la bulle. En mesurant la vitesse et la distance, les chercheurs ont calculé l'énergie. Résultat : lorsque la bulle oscille simplement, elle transmet environ 16 % de son énergie à la particule – c'est comme si le nageur transmettait une partie de sa force à la vague qui pousse une balle. Et lorsque la bulle s'effondre, la particule reçoit 26 % de l'énergie. L'effondrement est la poussée la plus puissante.
Ces poussées ne sont pas anodines. Grâce à elles, les particules se dispersent dans tout le liquide et ne s'agglutinent pas en amas. Cela aide à fabriquer des peintures, des crèmes, des matériaux composites et même des couches minces pour l'électronique. Si l'on parvient à contrôler l'énergie des bulles, on pourra mélanger les substances avec plus de précision et créer de nouveaux matériaux.
Ainsi, les ultrasons deviennent une main invisible qui dispose les particules avec précision et rapidité. Et maintenant, on sait exactement quelle quantité d'énergie est dépensée pour ce travail.
L'implosion d'une bulle dans un liquide peut générer des températures de plusieurs milliers de degrés – comme à la surface du Soleil, mais pendant un instant infinitésimal.