Mayo är konstigt bra för att förstå kärnfusionsexperiment

Mayonnäsens konsistens inspirerar kärlek och avsky. Hur som helst är det perfekt för fysikexperiment.

Den klassiska kryddan är användbar för att förstå hur material beter sig, inte bara när det smetas på smörgåsar eller tappas i potatissallader, utan också när det används i kärnfusionsförsök. Maskiningenjören Arindam Banerjee vid Lehigh University i Bethlehem, Pa., och kollegor studerar fenomen som inträffar både i majonnäs och i fusionsförsök.

Mayonnäsens beteende ligger på gränsen mellan elastiskt och plastiskt. Om det skakas försiktigt återgår det till sin ursprungliga form. Det är elastiskt beteende. Men kasta det kraftigt och det blir plastigt, vilket innebär att det ändrar form permanent eller går sönder.

Science News samlar läsarfrågor om hur man navigerar i klimatförändringarna på vår planet.

Vad vill du veta om extrem värme och hur det kan leda till extremväderhändelser?

Denna elastiska-till-plastiska övergång kan också inträffa i experiment som använder laser för att starta kärnfusion. I sådana experiment skjuter laserstrålar på en metallkapsel som innehåller bränslet, höjande tryck och temperaturer så höga att atomkärnor i bränslet smälter samman, vilket frigör energi. Forskare hoppas så småningom kunna använda kärnfusion som en energikälla.

Men det är svårt att studera hur material beter sig under de extrema förhållanden som krävs för fusion. Så i sitt senaste experiment tittade forskarna på hur majonnäs blandad med en gas - luft - när de roterade ett hjul som de hade klickat majonnäsen i. Den centrifugalkraft som uppstod när hjulet snurrade fick majonnäsen att accelerera in i gasen.

Efter att hjulet slutade snurra observerade forskarna om globen återgick till sin ursprungliga form, ändrade form eller gick sönder. Detta bestämde gränsen mellan det elastiska och plastiska beteendet, rapporterade de i maj-numret av Physical Review E.

Mayonnäsen och luften liknar den smälta metallen i en fusionsbränslekapsel och gasen den innehåller. Den smälta kapseln har vissa egenskaper hos en fast kropp - som glopigt majonnäs, det flyter inte av sig själv - men den kan gå sönder under tillräckligt stor kraft. Om metallen blir plast innan fusion sker kan gasen fly.Åtgärda fusionsförsöket.

Att arbeta med majonnäs har ett nackdel. När du dyker upp i mataffären med 48 behållare med majonnäs, kommer du att dra uppmärksamhet. "Vi får ibland många frågor från mataffärerna," säger Banerjee, "varför vi köper så mycket majonnäs."

Frågor eller kommentarer angående denna artikel? E-posta oss på [email protected] | Tryck på frågor

A. Boyaci och A. Banerjee. Övergång till plastregimen för Rayleigh-Taylor-instabilitet i mjuka fasta ämnen. Fysikalisk översyn E. Vol. 109, maj 2024, 055103. doi: 10.1103/PhysRevE.109.055103.

Fysikskribent Emily Conover har en doktorsexamen i fysik från University of Chicago. Hon är tvåfaldig vinnare av D.C. Science Writers 'Association Newsbrief award.

Vi befinner oss i en kritisk tid och att stödja klimatjournalistik är viktigare än någonsin. Science News och vår moderorganisation, Society for Science, behöver din hjälp för att stärka miljöutbildning och säkerställa att vårt svar på klimatförändringarna är informerat av vetenskap.

Var god prenumerera på Science News och lägg till $16 för att utöka vetenskaplig kunskap och förståelse.