همجوشی هسته‌ای و سس مایونز

دانشمندان سس مایونز را در یک ماشین کره‌گیری ریختند و آن را در حال چرخش قرار دادند تا ببینند چه شرایطی باعث جاری شدن آن می‌شود. به گزارش یورونیوز؛ آریندام بانرجی، مهندس مکانیک در دانشگاه لیهای پنسیلوانیا و سرپرست این مطالعه، در این باره گفت: «ما از سس مایونز استفاده می‌کنیم زیرا مانند یک جامد رفتار می‌کند، اما وقتی تحت یک گرادیان فشار قرار می‌گیرد از خود خواص مایع نشان می‌دهد و جاری می‌شود.»

انجام آزمایش روی سس مایونز در در واقع تلاش برای رسیدن به آلیاژی از فلز است که بتواند در ساخت محفظه فلزی پلاسمای داغ در فرایند همجوشی هسته‌ای به کار رود و از انفجار آن جلوگیری کند. همجوشی هسته‌ای فرایندی است که در قلب بزرگترین دستگاه همجوشی در منظومه شمسی ما، یعنی خورشید، رخ می‌دهد.

هر چند بشر رکورد تولید دما در مرکز خورشید، معادل ۱۵ میلیون درجه سانتی‌گراد، را شکسته با این حال سختی کار برای بازتولید کامل فرایند همجوشی هسته‌ای روی زمین آن است که پلاسما را در این دمای بالا نمی‌‌توان به راحتی نگه داشت. نگه‌داشتن حالت پلاسما در خورشید به دلیل نیروی گرانش شدید حاصل از جرم بالا امکان‌پذیر است، اما در زمین با توجه به جرم کمتر و به تبع آن نیروی گرانش ضعیف‌تر کار به مراتب دشوارتری است.

در واقع درجه حرارت پلاسما به حدی بالا است که هیچ ماده جامدی نمی‌تواند آن را تحمل کند. در نتیجه دانشمندان از میدان‌های مغناطیسی برای کنترل قدرت همجوشی استفاده می‌کنند. اما اگر بتوان قوانین فیزیک در چنین حالتی را یافت و دانشمندان بتوانند بدون چنین شرایط شدیدی پلاسما را به حالت پایدار حفظ کنند، آنگاه می‌توان به رویای بشر برای دستیابی به انرژی پایدار همجوشی دست یافت.

تولید انرژی پایدار به این روش به معنی منبع نامحدود و پاک انرژی و پایان اتکا به سوخت‌های فسیلی خواهد بود. تیم محققان با آزمایش‌های خود دریافت که فلز مذاب در دماهای پایین‌تر بسیار شبیه سس مایونز عمل می‌کند؛ هم می‌تواند ارتجاعی باشد (به این معنی که وقتی فشار را از روی آن برمی‌دارید به حالت اول بازگردد) و هم پلاستیکی (به این معنی که به حالت قبل بازنگردد).

آقای بانرجی در این خصوص می‌‌گوید: «اگر سس مایونز را تحت فشار قرار دهید شروع به تغییر شکل می‌کند، اما اگر فشار را متوقف کنید به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. بنابراین ما یک فاز ارتجاعی یا کشسان داریم و پس از آن یک فاز پلاستیکی ثابت. فاز بعدی وقتی است که مایونز شروع به جریان یافتن می‌کند و اینجا جایی است که وضعیت ناپایدار شروع می‌شود.»

پژوهشگران در مطالعه جدید، سس مایونز را در دستگاهی آزمایشگاهی قرار دادند که به امولسیون تخم‌مرغ و روغن سرعت می‌بخشید تا زمانی که سس جریان پیدا کند. محققان در این شرایط حالات پلاستیکی، کشسانی و ناپایدار در تغییر وضعیت سس را مشخص کردند. دکتر بانرجی در این باره می‌گوید: «ما به شرایطی دست یافتیم که در آن، بازیابی حالت کشسانی امکان‌پذیر است و متوجه شدیم که چگونه می‌توان از آن برای به تأخیر انداختن حداکثری یا سرکوب کامل ناپایداری بهره برد.»

محققان می‌گویند این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که چه شرایطی اجازه تولید انرژی بیشتر را می‌دهد.