Majonez jest dziwnie świetny do zrozumienia eksperymentów z fuzją jądrową

Textura majonezu inspiruje miłość i nienawiść. Tak czy inaczej, jest doskonały do eksperymentów fizycznych.

Klasyczny dodatek jest przydatny do zrozumienia zachowania materiałów, nie tylko gdy jest rozsmarowany na kanapkach lub umieszczony w sałatkach ziemniaczanych, ale także gdy jest używany w eksperymentach związanych z reakcją termojądrową. Inżynier mechaniczny Arindam Banerjee z Lehigh University w Bethlehem, Pa., i jego koledzy badają zjawiska występujące zarówno w majonezie, jak i w eksperymentach termojądrowych.

Zachowanie majonezu mieści się na granicy między elastycznym a plastycznym. Jeśli delikatnie go potrząsniesz, wraca do swojego pierwotnego kształtu. To jest zachowanie elastyczne. Ale jeśli rzucisz nim z siłą, staje się plastyczny, co oznacza, że zmienia kształt na stałe lub się rozpada.

Science News zbiera pytania czytelników dotyczące sposobu poruszania się po zmieniającym się klimacie naszej planety.

Co chcesz wiedzieć na temat ekstremalnego upału i tego, w jaki sposób może on prowadzić do ekstremalnych zjawisk pogodowych?

Ten przejściowy moment od elastycznego do plastycznego może również wystąpić w eksperymentach, w których lasery zapoczątkowują reakcje termojądrowe. W takich eksperymentach lasery strzelają w metalową kapsułę zawierającą paliwo, zwiększając ciśnienie i temperaturę na tyle, że jądra atomowe w paliwie łączą się, uwalniając energię. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości będą mogli wykorzystać reakcje termojądrowe jako źródło energii.

Jednak trudno jest badać zachowanie materiałów w warunkach skrajnych wymaganych do reakcji termojądrowej. Dlatego w swoim najnowszym eksperymencie naukowcy zbadali, jak majonez miesza się z gazem - powietrzem - obracając koło, w które wcisnęli majonez. Siła odśrodkowa kręcącego się koła przyspieszyła majonez w gazie.

Po zatrzymaniu się koła naukowcy obserwowali, czy kulka wraca do swojego pierwotnego kształtu, zmienia kształt czy się rozpada. To określiło granicę między zachowaniem elastycznym a plastycznym, jak donieśli w majowym wydaniu Physical Review E.

Majonez i powietrze są podobne do stopionej metalowej kapsuły z paliwem reakcji termojądrowej i gazu, który ją zawiera. Stopiona kapsuła ma niektóre właściwości ciała stałego - jak lepki majonez, nie płynie samodzielnie - ale może rozpaść się pod dostateczną siłą. Jeśli metal stanie się plastyczny przed reakcją termojądrową, gaz może uciec, psując próbę termojądrową.

Praca z majonezem ma jedną wadę. Kiedy stajesz w kolejce w supermarkecie z 48 pojemnikami majonezu, na pewno przyciągniesz uwagę. „Czasami dostajemy wiele pytań od sklepów spożywczych”, mówi Banerjee, „dlaczego kupujemy tyle majonezu”.

Pytania lub komentarze na temat tego artykułu? Wyślij nam e-mail na [email protected] | Reprints FAQ

A. Boyaci i A. Banerjee. Przejście do reżimu plastycznego dla niestabilności Rayleigha-Taylora w miękkich ciałach. Physical Review E. Tom 109, maj 2024, 055103. doi: 10.1103/PhysRevE.109.055103.

Autor fizyczny Emily Conover posiada doktorat z fizyki na University of Chicago. Jest dwukrotną laureatką nagrody D.C. Science Writers’ Association Newsbrief.

Jesteśmy w krytycznym momencie i wspieranie dziennikarstwa klimatycznego jest bardziej istotne niż kiedykolwiek. Science News i nasza organizacja macierzysta, Society for Science, potrzebują Twojej pomocy, aby wzmocnić literację ekologiczną oraz zapewnić, że nasza reakcja na zmiany klimatyczne jest oparta na nauce.

Prosimy o subskrybcję Science News i dodanie 16 dolarów, aby poszerzyć literację naukową i zrozumienie.