Mayo is vreemd geweldig voor het begrijpen van kernfusie-experimenten

De textuur van mayonaise inspireert liefde en afkeer. Hoe dan ook, het is perfect voor natuurkundige experimenten.

De klassieke condiment is handig om te begrijpen hoe materialen zich gedragen, niet alleen wanneer ze op broodjes gesmeerd worden of in aardappelsalades worden geploft, maar ook wanneer ze worden gebruikt in kernfusie-experimenten. Werktuigbouwkundige Arindam Banerjee van de Lehigh University in Bethlehem, Pa., en collega's bestuderen fenomenen die zowel in mayonaise als in fusie-experimenten voorkomen.

Het gedrag van mayonaise zit op de grens tussen elastisch en plastisch. Als het voorzichtig wordt geschud, keert het terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Dat is elastisch gedrag. Maar gooi het krachtig en het wordt plastisch, wat betekent dat het permanent van vorm verandert of uit elkaar valt.

Science News verzamelt lezersvragen over hoe ze kunnen navigeren door het veranderende klimaat van onze planeet.

Wat wil je weten over extreme hitte en hoe dit kan leiden tot extreme weersgebeurtenissen?

Deze overgang van elastisch naar plastisch kan ook voorkomen in experimenten waarbij lasers worden gebruikt om kernfusie op gang te brengen. In dergelijke experimenten schieten lasers op een metalen capsule met brandstof, waardoor de druk en temperatuur zo hoog worden dat atoomkernen in de brandstof samensmelten en energie vrijkomt. Wetenschappers hopen uiteindelijk kernfusie als energiebron te kunnen gebruiken.

Maar het is moeilijk om te bestuderen hoe materialen zich gedragen onder de extreme omstandigheden die nodig zijn voor fusie. In hun laatste experiment keken de wetenschappers hoe mayo vermengd met een gas - lucht - zich gedroeg terwijl ze een wiel ronddraaiden waar ze de mayonaise op hadden gelegd. De centrifugale kracht van het draaiende wiel versnelde de mayonaise in het gas.

Nadat het wiel was gestopt met draaien, observeerden de wetenschappers of de klodder zijn oorspronkelijke vorm terugkreeg, van vorm veranderde of uit elkaar viel. Dit bepaalde de grens tussen het elastische en het plastische gedrag, zo meldden ze in het mei-nummer van Physical Review E.

De mayo en lucht zijn vergelijkbaar met het gesmolten metaal van een fusiebrandstofcapsule en het gas dat het bevat. De gesmolten capsule heeft enkele eigenschappen van een vast materiaal - zoals kleverige mayo stroomt het niet op eigen kracht - maar het kan uit elkaar vallen onder voldoende kracht. Als het metaal plastisch wordt voordat fusie plaatsvindt, zou het gas kunnen ontsnappen en de fusiepoging bederven.

Werken met mayo heeft één nadeel. Als je op de kassa van de supermarkt komt met 48 containers mayo, trek je zeker de aandacht. "We krijgen soms veel vragen van de supermarkten," zegt Banerjee, "waarom we zoveel mayonaise kopen."

Vragen of opmerkingen over dit artikel? E-mail ons op [email protected] | Reprints FAQ

A. Boyaci en A. Banerjee. Overgang naar het plastische regime voor Rayleigh-Taylor-instabiliteit in zachte materialen. Physical Review E. Vol. 109, mei 2024, 055103. doi: 10.1103/PhysRevE.109.055103.

Natuurkundeschrijver Emily Conover heeft een doctoraat in de natuurkunde van de Universiteit van Chicago. Ze is tweevoudig winnaar van de D.C. Science Writers' Association Newsbrief award.

We bevinden ons in een kritieke tijd en het ondersteunen van klimaatjournalistiek is belangrijker dan ooit. Science News en onze moederorganisatie, de Society for Science, hebben uw hulp nodig om de milieugeletterdheid te versterken en ervoor te zorgen dat onze reactie op klimaatverandering wordt geïnformeerd door de wetenschap.

Abonneer je op Science News en voeg $16 toe om de wetenschappelijke geletterdheid en het begrip te vergroten.