Фізики використовують майонез для вивчення ядерного синтезу
Тримай майонез
Один багатообіцяючий аспект досліджень ядерного синтезу в США може залежати від загальної кухонної приправи.
Щоб відтворити умови, необхідні для реакцій синтезу, фізики іноді використовують те, що називається дослідженнями інерційного утримання. У цьому випадку це означає використання газу, замороженого всередині металевих гранул розміром з горошину, які поміщають в відцентрову камеру і бомбардують потужними лазерами, які стискають газ і нагрівають його до декількох мільйонів кельвінів — приголомшливі 400 мільйонів градусів Фаренгейт.
Все це відбувається за лічені наносекунди й, як стверджує Phys.org, має тенденцію надавати небажаний побічний ефект — гранули часто вибухають до досягнення умов плавлення. Щоб розвинути цю концепцію, вченим необхідно краще зрозуміти фізику гри.
І ось тут-то і з'являється майо.
Повний айолі
Аріндам Банерджі, доцент кафедри машинобудування та механіки в університеті Ліхай, вивчає динаміку матеріалів в екстремальних умовах. Він і його команда створили кілька пристроїв для вимірювання сил в дослідженнях інерційного утримання.
Одним з предметів їх досліджень є явище нестабільності між матеріалами двох різної щільності в екстремальних умовах, таких як гранули та газ, відоме як нестабільність Релея-Тейлора. Банерджі порівнює його з повітрям всередині повітряної кулі.
«Коли повітряна куля стискається, повітря всередині притискається до матеріалу, що обмежує його, намагаючись вирватися», — сказав Банерджі в прес-релізі. «У якийсь момент куля лопне під тиском. Те ж саме відбувається в капсулі злиття. Змішування газу і розплавленого металу викликає вибух».
Щоб зрозуміти, як розплавлений метал і гази взаємодіють, Банерджі і його колеги спробували імітувати метал. Вони визначили, що властивості матеріалу і динаміка металу при високій температурі дуже схожі на властивості — барабанний дріб, будь ласка — майонез при низькій температурі.
В ході експериментів команда вилила справжній майонез Хеллмана в плексигласовий контейнер і піддала його деяким з тих же умов, що і розплавлений метал. Використовуючи високошвидкісну камеру й алгоритм обробки зображень, команда знайшла параметри, пов'язані з нестабільністю.
Результати дослідження були опубліковані сьогодні в журналі Physical Review E — рідкісному прикладі майонезу в науковій літературі.
Їжа для роздумів
Розуміння фундаментальною гідродинаміки й фізики реакцій синтезу може дійсно вимагати нестандартного мислення. Застосовуючи творче мислення і, можливо, замінюючи один або два інгредієнти, фізики можуть краще моделювати діючі сили в різних реакціях.
Краще розуміння таких сил, за словами Банерджі, який експериментував з майонезом принаймні з 2015 року, може бути корисним для вирішення завдань в геофізики, астрофізики, промислових процесах, таких як вибухова зварювання, і проблем фізики з високою щільністю енергії пов'язано з інерційним злиттям утримання.
Джерела: Phys.org
