Viten

Visste du at helt vanlig stein kan gløde?

Kvarts, det lyse mineralet i forgrunnen, er svært vanlig men har en særdeles spesiell egenskap. Den kan slå gnister og skape en oransje glød.

Har du noen gang spist godteri i mørket og sett gnister fly ut av munnen din? Fenomenet kalles triboluminescens og kan få selv den kjedeligste gråstein til å lyse opp.

  • Mirna Porobic
    Bachelorstudent, Materialer, energi og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Som barn samlet jeg på stein. Jeg kom daglig hjem med lommene fulle av grus – til min mors store forargelse. For en seksåring kunne gråsteinen like godt vært gull og diamanter, og jeg samlet kilovis av stein som endte i pappbokser på pikerommet.

Steinenes utvendige skjønnhet tente en gnist inne i meg, men lite visste jeg at andre gnister kunne tennes: Inne i selve steinen.

Mirna Porobic er bachelorstudent på Materialer, energi og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo.

Alt annet enn en mørk oppdagelse

Fenomenet kalles triboluminescens. Begge delene av ordet kommer fra gresk. Lumi kommer fra lumen som betyr lys, mens tribo betyr «å gni».

Det spesielle med dette lyset er at det dannes ved friksjon, for eksempel når to kvartskrystaller gnis mot hverandre.

Triboluminescens foregår ikke kun i kvarts, men kan observeres i alt fra konvolutter til godteri.

Dette hadde selvfølgelig gjort meg som seksårig steinentusiast forrykende glad, og jeg hadde fort grepet anledningen til å spise godteri i mørket mens jeg kikket i baderomsspeilet.

Det hadde heller ikke gått lang tid før spørsmålene hadde begynt å komme. Hvorfor skjer egentlig dette? Hvor kommer lysglimtet fra?

Les også

Naturens eigne kunstverk blir knust til pukk

Gnist på grunn av atomenes ladning

Det som er opphavet til lyset i triboluminescens, er en gnist. Gnisten oppstår på grunn av atomenes ladning. Hvis en ser for seg et batteri, vet man at batteriet har en positiv og en negativ ende.

På samme måte kan atomer være positivt eller negativt ladd. Kvartskrystaller består av atomer av denne typen. De individuelle atomene er enten positivt eller negativt ladd, som små plusser og minuser.

Alle plussene og minusene vil til sammen utligne hverandre, og krystallen er som helhet nøytral. Likevel er det viktig å huske at hvert individuelle atom bærer på enten en pluss eller en minus.

Kvarts har en hvit farge og er blant de vanligste mineralene som finnes på jorda.

Jeg kan garantere at jeg som seksåring ikke hadde den fjerneste anelse om hva atomer var. Jeg kan også garantere at jeg hadde minst én kvartskrystall stuet bort bakerst i en boks.

Kvarts er ett av de vanligste mineralene på planeten, og den ser ut som en hvit stein. Til tross for at den har et unektelig kjedelig utseende, er det kanskje denne steinen som hadde begeistret meg mest om jeg hadde visst hva den var i stand til å gjøre.

Hønsenetting og parforhold

På et atomnivå er krystaller veldig kompliserte strukturer som strekker seg i tre dimensjoner. For enkelhets skyld kan man prøve å se for seg at en krystall ser ut som mange lag med hønsenetting lagt oppå hverandre. På hvert knutepunkt i hønsenettingen sitter et atom, og mellom dem er båndene som binder dem sammen.

Gnissing av to krystaller mot hverandre tilsvarer at noen tar en knipetang og klipper i hønsenettingen. Når krystallen klippes opp på denne måten, vil det befinne seg atomer med positiv ladning (plusser) på den ene siden av riften og atomer med negativ ladning (minuser) på den andre.

Som et kjærestepar med vilt forskjellige karaktertrekk, vil de positive og negative ladningene tiltrekkes hverandre over riften mellom dem.

Når de møtes, frigis det energi. Denne energien brukes til å danne lyset vi ser.

Les også

Norges minst utforskede fjell er det mest spektakulære

Det er derimot ikke kollisjonen av et kjærestepars motstridende personligheter som gir glimtet av lys i kvartskrystallen. Gløden sees ved at luften rundt krystallen tar opp energien som frigis i kollisjonen.

Molekylene i luften bærer nå på ekstra energi. Molekylene behandler denne ekstra energien litt som et par for tunge handleposer som er blitt lesset på lillefingeren: De gir straks slipp på den. Denne energien slippes ut som lys.

Til slutt har vi en krystall som rives i stykker og luft som lyser. Lyset vil kunne sees kontinuerlig så lenge krystallen blir ødelagt, og fra en kvartskrystall vil man se en varm oransje glød.

Triboluminescens kan få denne kvartsen til å lyse opp

Bergtatt

Man kan si at jeg ble bergtatt som barn og at jeg som voksen ikke har funnet min vei ut av fjellet ennå. Som materialviter har jeg gleden av å avdekke hvordan ny magi fungerer hver dag og se på de tingene som fascinerte meg som barn i et nytt lys.

Triboluminescens beviser for meg at en som voksen fremdeles kan finne undring, til tross for at de tingene man som barn var fengslet av ikke har helt samme glansen. Jeg håper at du også er blitt opplyst, litt som en krystall i mørket.

Denne teksten er skrevet som en del av emnet Formidling og vitenskapsjournalistikk (MNKOM) på Matematisk-naturvitenskapelig fakultet ved Universitetet i Oslo.

  • Følg Aftenposten Viten på Facebook og Twitter!

Les mer om

  1. Energi
  2. Geologi
  3. Viten