Mayonnaise ist seltsam großartig, um Kernfusions-Experimente zu verstehen.

Die Textur von Mayonnaise inspiriert Liebe und Abscheu. So oder so ist sie perfekt für physikalische Experimente. 

Das klassische Würzmittel ist nützlich, um zu verstehen, wie Materialien sich verhalten, nicht nur wenn sie auf Sandwiches geschmiert oder in Kartoffelsalaten gelöffelt werden, sondern auch bei Kernfusionsversuchen. Der Maschinenbauingenieur Arindam Banerjee von der Lehigh University in Bethlehem, Pa., und Kollegen untersuchen Phänomene, die sowohl in Mayonnaise als auch in Fusionsversuchen auftreten.

Das Verhalten von Mayonnaise liegt an der Grenze zwischen elastisch und plastisch. Wenn es sanft gerüttelt wird, kehrt es in seine ursprüngliche Form zurück. Das ist elastisches Verhalten. Doch wird es kräftig geschleudert, wird es plastisch, d. h. es verändert dauerhaft seine Form oder bricht auseinander. 

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Dieser Übergang von elastisch zu plastisch kann auch bei Experimenten auftreten, bei denen Laser eingesetzt werden, um die Kernfusion zu initiieren. In solchen Experimenten werden Laser eine Metallkapsel mit dem Brennstoff beschießen, um Drücke und Temperaturen so hoch zu erhöhen, dass Atomkerne im Brennstoff fusionieren, Energie freisetzen (SN: 2/16/24). Wissenschaftler hoffen, Kernfusion eines Tages als Energiequelle zu nutzen.

Doch es ist schwierig zu untersuchen, wie Materialien sich unter den extremen Bedingungen verhalten, die für die Fusion erforderlich sind. In ihrem neuesten Experiment betrachteten die Wissenschaftler, wie Mayo mit einem Gas - Luft - reagierte, während sie ein Rad drehten, in das sie die Mayonnaise getropft hatten. Die Zentrifugalkraft des rotierenden Rades beschleunigte die Mayo in das Gas. 

Nachdem das Rad aufgehört hatte zu rotieren, beobachteten die Wissenschaftler, ob die Masse in ihre ursprüngliche Form zurückkehrte, die Form veränderte oder auseinanderbrach. Dies bestimmte die Grenze zwischen elastischem und plastischem Verhalten, berichteten sie im Mai in Physical Review E.

Die Mayo und die Luft entsprechen dem geschmolzenen Metall einer Fusionsbrennstoffkapsel und dem darin enthaltenen Gas. Die geschmolzene Kapsel hat einige Eigenschaften eines Feststoffs - wie klebrige Mayo fließt sie nicht von selbst - aber sie kann unter genügend Druck auseinanderbrechen. Wenn das Metall plastisch wird, bevor die Fusion stattfindet, könnte das Gas entweichen und den Fusionversuch zunichte machen.

Bei der Arbeit mit Mayo gibt es einen Nachteil. Wenn Sie mit 48 Behältern Mayo an der Supermarktkasse auftauchen, werden Sie sicherlich Aufmerksamkeit erregen. "Manchmal werden wir von den Lebensmittelgeschäften gefragt, warum wir so viel Mayonnaise kaufen," sagt Banerjee.

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A. Boyaci und A. Banerjee. Übergang zum plastischen Bereich für die Rayleigh-Taylor-Instabilität in weichen Feststoffen. Physical Review E. Bd. 109, Mai 2024, 055103. doi: 10.1103/PhysRevE.109.055103.

Die Physikschreiberin Emily Conover hat einen Doktortitel in Physik von der University of Chicago. Sie ist zweimalige Gewinnerin des D.C. Science Writers' Association Newsbrief-Preises.

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