Mayo es extrañamente genial para entender experimentos de fusión nuclear.
La textura de la mayonesa inspira amor y desprecio. De cualquier manera, es perfecta para experimentos de física.
El condimento clásico es útil para entender cómo se comportan los materiales, no solo cuando se untan en sándwiches o se colocan en ensaladas de papas, sino también cuando se usan en experimentos de fusión nuclear. El ingeniero mecánico Arindam Banerjee de la Universidad de Lehigh en Bethlehem, Pennsylvania, y sus colegas están estudiando fenómenos que ocurren tanto en la mayonesa como en los experimentos de fusión.
El comportamiento de la mayonesa está en la frontera entre lo elástico y lo plástico. Si se sacude suavemente, vuelve a su forma original. Eso es un comportamiento elástico. Pero si se lanza con fuerza, se vuelve plástica, lo que significa que cambia de forma de manera permanente o se rompe.
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Esta transición de elástico a plástico también puede ocurrir en experimentos que utilizan láser para iniciar la fusión nuclear. En dichos experimentos, los láseres disparan una cápsula metálica que contiene el combustible, aumentando las presiones y temperaturas hasta que los núcleos atómicos en el combustible se fusionan, liberando energía. Los científicos esperan eventualmente utilizar la fusión nuclear como fuente de energía.
Pero es difícil estudiar cómo se comportan los materiales en las condiciones extremas necesarias para la fusión. Así que en su último experimento, los científicos observaron cómo la mayonesa mezclada con gas (aire) se aceleraba en un sistema giratorio donde habían puesto la mayonesa. La fuerza centrífuga de la rueda aceleraba la mayonesa en el gas.
Después de que la rueda dejaba de girar, los científicos observaban si la masa volvía a su forma original, cambiaba de forma o se rompía. Esto determinaba la frontera entre el comportamiento elástico y plástico, informaron en Physical Review E de mayo.
La mayonesa y el aire son similares al metal fundido de una cápsula de combustible de fusión y el gas que contiene. La cápsula fundida tiene algunas propiedades de un sólido —como la mayonesa pegajosa, no fluye por sí sola— pero puede romperse bajo suficiente fuerza. Si el metal se vuelve plástico antes de que ocurra la fusión, el gas podría escapar, arruinando el intento de fusión.
Trabajar con mayonesa tiene una desventaja. Cuando apareces en la fila de caja del supermercado con 48 recipientes de mayonesa, seguro atraerás atención. "A veces recibimos muchas preguntas de las tiendas de comestibles", dice Banerjee, "sobre por qué estamos comprando tanta mayonesa".
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A. Boyaci y A. Banerjee. Transición al régimen plástico para la inestabilidad de Rayleigh-Taylor en sólidos blandos. Physical Review E. Vol. 109, mayo de 2024, 055103. doi: 10.1103/PhysRevE.109.055103.
La escritora de física Emily Conover tiene un doctorado en física de la Universidad de Chicago. Es ganadora dos veces del premio Newsbrief de la Asociación de Escritores de Ciencia de D.C.
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