Bliksemflits van suikerklontje

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Een suikerklontje, een knijptang en voilà: een bliksemflits.

In de vroege ochtend van 1 september 1888 zagen inwoners van het Nieuw-Zeelandse stadje Reefton ineens onverklaarbaar licht aan de oostelijke hemel. “In de richting van de stad Christchurch”, aldus een verslag. Kort daarop werd het plaatsje getroffen door een aardbeving die ongeveer 45 tellen duurde. Een week later zagen de Nieuw-Zeelanders opnieuw vreemde flitsen aan de hemel; kort daarop werd het Zuideiland getroffen door een flinke naschok.

Aardbevingen en lichtflitsen? De BOEM-redactie geloofde het eerst ook niet, maar soms zijn tijdens aardbevingen vreemde, blauwachtige flitsen te zien. Andere keren lijkt er een soort zachtgekleurde regenboog aan de hemel te staan. We zijn, voor de duidelijkheid, niet ineens onder de invloed geraakt van chemtrail watchers of esoterische wichelroedelopers. Het zogeheten aarbevingslicht wordt bestudeerd door de United States Geological Survey (geen zweefkezen) en Nature (ook geen zweefkezen) publiceert erover.

Maar wat is het? Er doen verschillende verklaringen de ronde. Misschien komt bij een aardbeving radon vrij uit de bodem, of misschien lichten de bovenste lagen van de atmosfeer op door anomalieën in het aardmagnetisch veld. Of misschien wordt het licht van Venus gereflecteerd door moerasgas uit een weerballon. Eén mogelijke verklaring is zogeheten triboluminescentie, van het Griekse tribein (wrijven) en het Latijnse lumen (licht). Kort en goed: als je kristallen onder druk zet, wrijft of breekt, gaan ze licht geven. Gooi maar eens in het donker een kiezel op een berg stenen. Als het voor één kiezel werkt, waarom zou het dan niet voor de hele aardkorst werken?

Triboluminescentie werd voor het eerst beschreven door de Engelse alleskunner Francis Bacon (1561- 1626). In zijn standaardwerk Novum Organum (1620) schrijft hij hoe suikerkristallen onder bepaalde omstandigheden oplichten: “It is well known that all sugar, whether candied or plain, if it be hard, will sparkle when broken or scraped in the dark.”

Dat kun je zelf uitproberen met suikerklontjes en een waterpomptang. De proef is simpel genoeg: knijp een suikerklontje fijn met de tang. Voila: een lichtflits.

Om het effect goed te zien, moet je eigenlijk in een donkere ruimte gaan zitten. De BOEM-redactie trok zich terug in de kast onder de trap. Na een paar minuten om aan het donker te wennen, werden op de tast suikerklontjes gekraakt.

Een goed gekraakte klont (in één krachtige beweging, liefst met een beetje overtuiging) produceert een blauwige lichtflits. Een subtiele lichtflits, maar desondanks een lichtflits.

Op het moment dat je het suikerklontje fijnknijpt, raakt de elektrische lading in asymmetrische suikerkristallen ongelijk verdeeld. Des te meer suiker je breekt, des te meer de positieve en negatieve deeltjes gescheiden worden. Als het ladingsverschil tussen de brokken suiker groot genoeg wordt, springen negatief geladen elektronen over naar de suiker met de positieve lading.

In het voorbijgaan ‘duwen’ die elektronen de elektronen van stikstofatomen uit de lucht naar een hogere energiestaat. Zodra op hun beurt die elektronen terugvallen naar hun normale energiestaat, geven ze blauwig licht af. Dat zie je.

Het bleek lastig om de suikerflitsen te filmen, maar na wat zoekwerk op het web blijkt het wel mogelijk ze te fotograferen. Daarvoor heb je, behalve suikerklontjes en een hamer, twee stukken helder plexiglas en een ISO 400 diafilm nodig. Trek (in het donker!) een strook film uit het fotorolletje en sandwich dat tussen de stukken plexiglas. Leg daar (nog steeds in het donker) een suikerklontje op en geef daarop een allemachtige klap met een hamer. Draai de film terug in het rolletje. Om te voorkomen dat het fotolab je flits in tweeën knipt, moet je het rolletje laten ontwikkelen met als extra instructie “niet snijden”.

Auteur: Ernst Arbouw