Les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont testé expérimentalement les prédictions d'une étude de 2020 qui a étudié par ordinateur l'effet de la fusion sur les microjets métalliques entraînés par choc. Ces travaux antérieurs prédisaient que la fusion du matériau de base ne conduisait pas nécessairement à une augmentation substantielle de la masse du jet.

L'équipe du LLNL a confirmé les prédictions du comportement des microjets avec des expériences de microjets d'étain liquide et solide. L'oeuvre, dirigé par le scientifique du LLNL David Bober, est présenté dans le Journal de physique appliquée et a été choisi comme le choix d'un éditeur.

Bober a déclaré que les microjets sont importants à étudier car ce sont des exemples de processus de jets et d'éjections plus larges qui se produisent tout au long de la physique des chocs de matière condensée, signifiant n'importe quoi des explosifs à l'impact d'astéroïde.

Bober a déclaré que l'équipe était motivée par un ensemble de simulations effectuées par le physicien de conception LLNL Kyle Mackay, qui est également co-auteur de la présente étude. Les travaux menés par Mackay peuvent être consultés ici et résumés ici.

"Les simulations de Mackay ont montré une tendance très surprenante et nous voulions essentiellement voir si c'était réel, " Bober a dit. " Plus précisément, ce travail a prédit que la fusion du matériau de base pourrait ne pas toujours conduire à une augmentation spectaculaire de la masse de matériau éjecté d'un élément de surface, ce qui va à l'encontre de la sagesse conventionnelle sur la façon dont ces choses sont censées fonctionner. »

La recherche a été menée en coupant une petite rainure dans le haut d'une plaque d'étain. L'équipe a ensuite touché la face inférieure avec un projectile se déplaçant rapidement. Cela a provoqué un jet d'étain semblable à un fluide qui a été projeté vers l'avant de la rainure et dans le trajet d'un faisceau de rayons X intense.

"Nous avons utilisé ces rayons X et une série de caméras à grande vitesse pour prendre une série de photos du jet d'étain volant, qui nous permet ensuite de calculer des choses comme la masse et la vitesse du jet, " Bober a dit. " Pour la capacité de faire tout cela, nous sommes redevables à de nombreux collègues, en particulier ceux du secteur de compression dynamique de la source avancée de photons du laboratoire national d'Argonne. »

Bober a déclaré qu'il était ravi d'expliquer comment les résultats se produisent dans la nature et dans les simulations. L'équipe a récemment collecté des données de suivi mesurant la phase locale des jets et planifie également de futurs tirs pour explorer les paramètres matériels qui, selon eux, pourraient être les plus importants pour le phénomène.

"L'équipe a encore du travail devant elle pour comprendre ce qui se passe exactement dans les expériences, " a déclaré Bober. " J'espère que nous sommes sur la bonne voie pour améliorer les modèles d'éjectas en détaillant la physique qui se produit autour de la transition de fusion. "