С помощью майонеза физики смоделировали поведение плазмы
Ученые из Лихайского университета, США показали, что с помощью майонеза можно моделировать процессы в высокотемпературной плазмы, необходимой для термоядерных реакций.
Инерционный термоядерный синтез — это процесс, который инициирует реакции ядерного синтеза путем быстрого сжатия и нагрева капсул, заполненных топливом — изотопами водорода. Подвергаясь воздействию экстремальных температур и давления, эти капсулы плавятся и образуют плазму, в которой и начинается синтез.
«Когда вы пытаетесь смоделировать условия на Солнце, где идут термоядерные реакции, одной из основных проблем, является то, что в плазме возникают гидродинамические нестабильности, которые снижают выход энергии», — говорит соавтор работы Ариндам Банерджи.
«Для моделирования мы используем майонез, потому что он ведет себя как твердое тело при нормальных условиях, но под давлением он начинает течь», — говорит ученый. Использование майонеза делает моделирование достаточно простым, поскольку исключает необходимость в высоких температурах и давлении.
От майонеза к термоядерному синтезу
Команда Баннерджи использовала специально изготовленную специальную вращающуюся установку, чтобы имитировать условия потока плазмы. Как только ускорение превышало критическое значение, майонез начинал течь.
Ученые показали, что до того, как майонез терял стабильность, он проходил через несколько фаз.
«Как и в случае с расплавленным металлом, если вы приложите напряжение к майонезу, он начнет деформироваться, но если вы уберете напряжение, он вернется к своей первоначальной форме», — говорит ученый. — «Это — упругая фаза. Следующая фаза — это когда он начинает течь, и вот тут-то и начинается нестабильность».
Понимание переходов между фазами и предсказание момента, когда начнется нестабильность, очень важны, для контроля состояния плазмы. Если ученым удастся так проектировать капсулы с изотопами, чтобы они никогда не становились нестабильными, это будет большим шагом к управляемой термоядерной реакции.
Баннерджи говорит: «Мы пытаемся повысить предсказуемость того, что произойдет с этими расплавленными, высокотемпературными капсулами с помощью наших аналоговых экспериментов с использованием майонеза во вращающемся ускорителе». И многое уже получилось. Майонез помогает.