La mayonnaise est étrangement bonne pour comprendre les expériences de fusion nucléaire.

La texture de la mayonnaise inspire l'amour et le dégoût. Dans tous les cas, c'est parfait pour des expériences de physique. Le condiment classique est utile pour comprendre comment les matériaux se comportent, non seulement lorsqu'ils sont étalés sur des sandwiches ou ajoutés dans des salades de pommes de terre, mais aussi lorsqu'ils sont utilisés dans des expériences de fusion nucléaire. L'ingénieur mécanique Arindam Banerjee de l'Université Lehigh à Bethlehem (Pennsylvanie) et ses collègues étudient les phénomènes qui se produisent à la fois dans la mayonnaise et dans les expériences de fusion. Le comportement de la mayonnaise se situe à la frontière entre l'élastique et le plastique. Si on la remue doucement, elle retrouve sa forme d'origine. C'est un comportement élastique. Mais si on la lance violemment, elle devient plastique, ce qui signifie qu'elle change de forme de manière permanente ou se brise. 

Cette transition de l'élastique au plastique peut également se produire dans des expériences qui utilisent des lasers pour démarrer une fusion nucléaire. Dans de telles expériences, des lasers déclenchent une réaction dans une capsule métallique contenant le combustible, augmentant les pressions et les températures au point que les noyaux atomiques du combustible fusionnent, libérant de l'énergie. Les scientifiques espèrent finalement utiliser la fusion nucléaire comme source d'énergie. Mais il est difficile d'étudier le comportement des matériaux dans les conditions extrêmes requises pour la fusion. 

Dans leur dernière expérience, les scientifiques ont examiné comment la mayonnaise mélangée à un gaz - l'air - se comportait lorsqu'ils faisaient tourner une roue dans laquelle ils avaient déposé de la mayonnaise.

 La force centrifuge de la roue en rotation a accéléré la mayonnaise dans le gaz. Après l'arrêt de la rotation de la roue, les scientifiques ont observé si la masse revenait à sa forme d'origine, changeait de forme ou se brisait. Cela a déterminé la frontière entre le comportement élastique et plastique, comme ils l'ont rapporté dans Physical Review E de mai. La mayonnaise et l'air sont semblables au métal fondu d'une capsule de combustible de fusion et au gaz qu'elle contient. La capsule en fusion a certaines propriétés d'un solide - comme la mayonnaise pâteuse, elle ne s'écoule pas toute seule - mais elle peut se briser sous une force suffisante. 

Si le métal devient plastique avant que la fusion n'ait lieu, le gaz pourrait s'échapper, compromettant la tentative de fusion. Travailler avec de la mayonnaise a un inconvénient. Lorsque vous arrivez à la caisse du supermarché avec 48 contenants de mayonnaise, vous attirez forcément l'attention. "Nous recevons parfois beaucoup de questions des épiceries", explique Banerjee, "pourquoi achetons-nous autant de mayonnaise". 

Des questions ou des commentaires sur cet article? Envoyez-nous un e-mail à [email protected]. A. Boyaci et A. Banerjee. Transition vers le régime plastique pour l'instabilité de Rayleigh-Taylor dans les solides mous. Physical Review E. Vol. 109, mai 2024, 055103. doi: 10.1103/PhysRevE.109.055103. L'écrivaine en physique Emily Conover est titulaire d'un doctorat en physique de l'Université de Chicago. 

Elle est la lauréate de deux prix D.C. Science Writers' Association Newsbrief. Nous vivons une époque critique et soutenir le journalisme climatique est plus important que jamais. Science News et notre organisation parente, la Society for Science, ont besoin de votre aide pour renforcer la culture environnementale et garantir que notre réponse au changement climatique est fondée sur la science. Veuillez souscrire à Science News et ajouter 16 $ pour étendre la culture scientifique et la compréhension.