Maionese é usada como plasma em experimento de fusão nuclear
Por Augusto Dala Costa • Editado por Luciana Zaramela | •
Pesquisadores da Universidade de Lehigh fizeram uma união inusitada para resolver problemas científicos — cozinha e física. Em seus experimentos, que buscam entender o funcionamento da fusão nuclear e como podemos utilizar o fenômeno para gerar energia, os cientistas usaram maionese, já que o condimento se comporta como um sólido, mas, sob um gradiente de pressão, começa a fluir.
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A propriedade curiosa da maionese imita o comportamento do plasma sob as mesmas condições, ajudando a entender a dinâmica da fusão nuclear, que alimenta as reações do nosso Sol, o astro-rei do sistema solar. Isso é importante porque é muito difícil imitar as condições extremas da estrela em laboratório.
Maionese e a fusão nuclear
Um modo de replicar o fenômeno solar é através da fusão de confinamento inercial (FCI), que envolve a compressão e aquecimento de cápsulas minúsculas cheias de isótopos de hidrogênio, o combustível para as reações de fusão. Então, sob grande pressão e temperatura, como no sol, esse combustível vira plasma, um estado carregado da matéria capaz de gerar energia.
A escala de temperatura chega aos milhões de graus Kelvin, e, de pressão, na casa do gigapascal. Mas esse não é o único problema — também é necessário entender as instabilidades hidrodinâmicas, como a de Rayleigh-Taylor. Ela ocorre quando materiais de densidades diferentes são sujeitos a gradientes de pressão e densidade opostos, especialmente nos macios.
Foi no estudo da instabilidade de Rayleigh-Taylor que a maionese veio a calhar — ela substituiu o plasma em uma instalação composta de uma roda giratória, eliminando a necessidade de grande pressão e temperatura. Isso permitiu analisar as propriedades do material e como a geometria de sua perturbação e a taxa de aceleração influenciam na transição entre diferentes fases de instabilidade.
A descoberta mais importante diz respeito à recuperação elástica, quando o material volta ao seu formato original após a pressão ser removida. Assim como nos metais, quando a maionese passa por estresse, ela é deformada, voltando ao estado original após sua remoção. A fase elástica é seguida da fase plástica estável, e, na fase seguinte, a maionese começa a fluir, e é aí que entra a instabilidade.
Com o achado, os cientistas podem conseguir atrasar ou até mesmo evitar completamente a instabilidade, melhorando a eficiência do processo de fusão, que pode ser o futuro da geração de energia, com cápsulas de fusão que nunca perdem a estabilidade.
Vale notar, é claro, que o plasma possui propriedades muito diferentes da maionese, então outros estudos terão de garantir outros fatores importantes para o seu manejo, mas os resultados ainda poderão ser aplicados em muitos outros materiais.
Fonte: Physical Review E