物理学家用蛋黄酱解开核聚变之谜

蛋黄酱背后的相同物理原理可以帮助物理学家捕获产生核聚变所需的超热等离子体。

当您通过我们网站上的链接购买时，我们可能会赚取联属佣金。这是它的工作原理。

核聚变技术可能从一个意想不到的地方获得突破：蛋黄酱。

在五月份发表在Physical Review E杂志上的一项新研究中，科学家们将奶油调味品放入搅拌机中，并使其旋转，看看是什么条件使它流动。

“我们使用蛋黄酱是因为它的行为像固体，但当受到压力梯度时，它开始流动，”该研究的主要作者、宾夕法尼亚州利哈伊大学的机械工程师阿林达姆·巴纳吉 (Arindam Banerjee) 在一份报告中说道。 声明。

这个过程可以帮助阐明核聚变反应堆内超高温度和压力下发生的物理现象，而无需创造那些极端条件。

相关：世界上最大的核聚变反应堆终于完工。但它不会再运行 15 年。

核聚变在恒星的中心从氢中形成氦。从理论上讲，如果反应产生的能量多于运行所需的能量，它可能是地球上几乎无限的清洁能源的来源。

这是一个艰巨的任务； 根据 NASA 的数据，恒星驱动的核聚变发生在 2700 万华氏度（1500 万摄氏度）。恒星的巨大引力迫使氢原子聚集在一起，克服了它们的自然排斥力。然而，在地球上，我们没有那么大的压力，因此人造聚变反应堆的运行温度必须比太阳高10倍。

为了达到这些令人心碎的温度，科学家们使用了多种方法，其中包括一种称为惯性约束的方法。

在此过程中，物理学家将豌豆大小的气体颗粒（通常是重同位素或氢的混合物）冷冻到金属胶囊中。然后，他们用激光爆破这些颗粒，瞬间将气体加热到 4 亿华氏度（2.22 亿摄氏度）——根据声明，理想情况下，将其变成可以发生聚变的等离子体。

不幸的是，氢气想要膨胀，导致熔融金属在氢气熔化之前爆炸。当金属胶囊进入不稳定阶段并开始流动时，就会发生这种爆炸。

班纳吉的团队意识到，熔融金属在较低温度下的行为很像蛋黄酱：它可以是弹性的，这意味着当你推动它时它会反弹，也可以是塑料，这意味着它不会反弹或流动。

“如果你对蛋黄酱施加压力，它就会开始变形，但如果你消除压力，它就会恢复到原来的形状，”他说。 “因此，先是一个弹性阶段，然后是一个稳定的塑性阶段。下一阶段是当它开始流动时，这就是不稳定开始出现的地方。”

在这项新研究中，研究人员将蛋黄酱放入一台机器中，加速鸡蛋和油的乳液直至开始流动。然后，他们描述了调味品在塑性、弹性和不稳定状态之间转变的条件。

班纳吉说：“我们找到了弹性恢复可能的条件，以及如何最大限度地延迟或完全抑制不稳定。”

该研究还发现了哪些条件可以产生更多的能量。

当然，蛋黄酱和超热金属胶囊在很多方面都有所不同。因此，该团队的发现是否可以转化为比太阳热许多倍的等离子体颗粒，还有待观察。