Si no eres un físico de plasma, explotar cables eléctricos bajo el agua puede sonar como una mala idea. Pero en realidad es una forma de estudiar las ondas de choque, las perturbaciones que se propagan más rápido que la velocidad del sonido.
Los estudios de ondas de choque permiten a los investigadores lograr la materia cálida y densa que se encuentra solo en las condiciones extremas alrededor de las estrellas y creada en el laboratorio para la investigación de fusión por confinamiento inercial. Las ondas de choque también tienen aplicaciones medicinales, industriales y militares. Explotar un cable eléctrico bajo el agua esUna forma de generar una onda de choque y dar a los científicos una herramienta para verificar las ecuaciones utilizadas para predecir las ondas de choque.
Investigadores del Technion Israel Institute of Technology se propusieron comprender la relación, si la hubiera, entre la evolución de una onda de choque y la expansión del cable en explosión en un artículo reciente en la revista Física de plasma , de AIP Publishing. Tomando imágenes de rayas de sombra para ver la trayectoria de las ondas de choque, descubrieron que la expansión del cable determina cómo decae una onda de choque, y desarrollaron un modelo simplificado para describir esta relación.
Los investigadores observaron que mucho después de que se genera la onda de choque, el cable continúa expandiéndose, lo que conduce a una onda de choque significativamente más lenta que la predicha por los modelos anteriores. Además, a diferencia de los modelos anteriores, este nuevo modelo no asume un movimiento auto-similar yliberación de energía instantánea.
"Sorprendentemente, y esta es la parte emocionante, los resultados de este modelo simplificado se ajustan excelentemente a los resultados obtenidos experimentalmente", dijo Alexander Rososhek, autor del artículo. El experimento demostró que el cable explosivo que genera la onda de choque se expande convelocidad subsónica
"Este hallazgo, junto con simulaciones hidrodinámicas unidimensionales, nos permitió comprender en profundidad el proceso transitorio que rige la generación de ondas de choque", dijo Rososhek, "y avanza nuestro conocimiento de la generación de ondas de choque en su conjunto".
Más específicamente, estos resultados se aplican a diferentes configuraciones experimentales para estudiar las ondas de choque. Por ejemplo, los resultados de esta investigación se pueden usar en experimentos donde la intensidad del choque se amplifica por un flujo de agua que adquiere energía adicional por la combustión de los cables explotados.
En futuras investigaciones, Rososhek y los otros autores del artículo intentarán aumentar la intensidad de la onda de choque alterando las propiedades del cable que explota, lo que podría proporcionar una deposición de energía suplementaria. También les gustaría emplear un picosegundo de alta intensidad X-haz de rayos para estudiar la fase inicial de la generación de choque a través del trabajo conjunto dirigido por el grupo de Simon Bland del Imperial College de Londres con el Centro Europeo de Radiación Sincrotrón.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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