Физики научили металл перемешивать сам себя

Впервые в расплаве металла экспериментально зафиксировано явление, предсказанное ещё в 1979 году. Всё это время учёные регистрировали только косвенные признаки объединяющего несколько областей физики интересного эффекта – а успеха добилась группа исследователей из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign).

Расплавленный металл в ходе эксперимента вращался со скоростью до 30 сантиметров в секунду, обнажая даже дно ёмкости (фото University of Illinois).
Расплавленный металл в ходе эксперимента вращался со скоростью до 30 сантиметров в секунду, обнажая даже дно ёмкости (фото University of Illinois).

Специалистам посчастливилось наблюдать, как действуют так называемые термоэлектрические магнитогидродинамические потоки (TEMHD). Они возникают в расплаве металла при взаимодействии градиента температуры, электричества и магнитного поля. В результате жидкость приходит в движение.

Учёные использовали расплав лития. Металл поместили в контейнер из нержавеющей стали с площадью дна около 10 квадратных сантиметров. Глубина слоя лития составила порядка 1 сантиметра. Находящийся в магнитном поле контейнер с металлом обстреляли направленным пучком электронов, добиваясь большой разницы температуры в определённых точках жидкости.

Литий обладает сильными термоэлектрическими свойствами: разница в температуре разных его слоев и имеющейся подложки привела к возникновению внутри жидкости электрического тока, который замкнул своё кольцо через металлическое дно чаши. В результате взаимодействия этого тока и внешнего поля возникали силы, закручивающие расплавленную массу по часовой стрелке. Видеозапись эксперимента можно увидеть на сайте журнала Physical Review Focus.

Открытие было сделано в рамках экспериментальной программы SLiDE (на рисунке – одна из её установок), изучающей возможные варианты защиты стенок термоядерных реакторов при помощи жидких металлов (иллюстрации University of Illinois).
Открытие было сделано в рамках экспериментальной программы SLiDE (на рисунке – одна из её установок), изучающей возможные варианты защиты стенок термоядерных реакторов при помощи жидких металлов (иллюстрации University of Illinois).

Как сообщается в пресс-релизе, изначально предполагалось, что явление перемешивания вызвано разницей сил поверхностного натяжения в различных местах расплава из-за всё того же градиента температур — эффект Марангони (Marangoni effect). Более тщательное исследование, однако, убедило учёных, что он ни при чём. Зато объяснить движение можно с помощью TEMHD.

Учёные, чья статья опубликована в Physical Review Letters, полагают, что TEMHD-потоки найдут широкое применение как в металлургии, так и в термоядерных реакторах будущего.


Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Билл Гейтс предупредил о грядущей катастрофе хуже covid-19Билл Гейтс предупредил о грядущей катастрофе хуже covid-19
Названы причины экзотических молний на ЮпитереНазваны причины экзотических молний на Юпитере
Автоматическая картофельная пушка вышла на тропу войныАвтоматическая картофельная пушка вышла на тропу войны
Обнаружен самый большой кратер в Солнечной системеОбнаружен самый большой кратер в Солнечной системе
Ученые посчитали, сколько стоит птичий пометУченые посчитали, сколько стоит птичий помет
Блок рекламы


Похожие новости

Ученые научились управлять белками, продлевающими жизньУченые научились управлять белками, продлевающими жизнь
Физики из CERN открыли необычную частицуФизики из CERN открыли необычную частицу
Астрофизики спрогнозировали судьбу четырех экзопланетАстрофизики спрогнозировали судьбу четырех экзопланет
Физики «сломали» неньютоновскую жидкостьФизики «сломали» неньютоновскую жидкость
Ученые научились печатать насекомоподобных 3D-роботов в считанные минутыУченые научились печатать насекомоподобных 3D-роботов в считанные минуты
Инженеры Cisco научились взламывать смартфоны и ПК с помощью 3D-моделей отпечатков пальцевИнженеры Cisco научились взламывать смартфоны и ПК с помощью 3D-моделей отпечатков пальцев
Кальмары научились редактировать собственный геномКальмары научились редактировать собственный геном
Полупроводники смогли удивить: они могут вести себя как металлы и как сверхпроводникиПолупроводники смогли удивить: они могут вести себя как металлы и как сверхпроводники
Физики создали идеальный квантовый чип с помощью искусственных атомовФизики создали идеальный квантовый чип с помощью искусственных атомов
Физики нашли способ изогнуть алмазФизики нашли способ изогнуть алмаз
Последние новости

Подгружаем последние новости