Sandia National Laboratories è la costruzione di un lucido nuovo acceleratore per studiare il comportamento di materiali in condizioni estreme pressioni. E l’hanno chiamata la nuova macchina dopo Thor, il dio Norvegese del tuono, portatore del potente martello Mjolnir, e membro della Marvel amato Avengers.
Per anni, Sandia è stato conosciuto per la sua famigerata Z-pinch macchina, un potente generatore elettrico usato in tutti i tipi di esperimenti che coinvolgono onda d’urto di compressione. Quando è scarico di energia, la macchina produce un intenso impulso elettromagnetico (EMP) in high-energy x-ray regime, che a sua volta crea una spettacolare esibizione di “archi e scintille” acquisiti in questa famosa immagine:
Infatti, la Z acceleratore ispirato una trama punto nel 2001 heist commedia ocean’s Eleven, quando George Clooney banda di ladri si avvale di un compact “pizzico dispositivo” per aiutarli a rapinare un casinò. Al momento giusto, il pizzico di fantasia invia un intenso impulso elettromagnetico e, quindi, di black out della rete elettrica di Las Vegas appena abbastanza a lungo per i ladri di aggirare i sistemi di sicurezza. E ‘ fatta per un divertente twist, anche se la scienza non è particolarmente accurata. (Per tutta la sua potenza, la Z la macchina produce abbastanza debole EMP.)
Come la Z, la macchina da Thor acceleratore azioni poco più di un nome con il suo stile cinematografico ispirazione. Sarà 40 volte più efficiente rispetto a Z macchina, ma molto più piccolo, in grado di produrre un campo magnetico di circa un milione di atmosfere quasi pressioni trovato al centro della Terra. Che è meno di 5 milioni di atmosfere, la Z è in grado di produrre, ma grazie alle sue piccole dimensioni e design migliorato, Thor sarà molto più efficiente, con meno perdita di energia. E, a differenza della Z, Thor non richiedono attrezzature ad essere sommersi da centinaia di migliaia di galloni di trasformatore di olio e acqua deionizzata, che agiscono come isolanti.
Z machine ha un paio di condensatori di grandi dimensioni. Thor design innovativo si impiegano centinaia di molto piccoli condensatori la dimensione di una scatola di scarpe, chiamata “mattoni.” Il laboratorio confronta come computer architettura cambiato drasticamente nel 1980 da ingombranti ad alta tensione, tubi a vuoto, compatto, a bassa tensione, sensori allo stato solido.
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Inoltre, “e ‘ solo più facile con Thor per regolare l’impulso a mantenere lo stato solido,” Neal Cantante, un portavoce per la Sandia, ha detto Gizmodo via e-mail. Shock troppo il materiale, e diventerà un liquido caldo. “E ‘ il comportamento di un solido che è di interesse [scientificamente], non il comportamento del liquido.” Il più finemente sintonizzato il conseguente impulso, più precisamente gli scienziati possono esplorare i materiali sotto pressione.
Il laboratorio sarà completato due intermedi “prima luce” le macchine di quest’anno: Thor 24 e Thor 48, 24 e 48 mattoni, rispettivamente. La massima potenza di Thor 144 non dispone ancora di una ditta data di completamento. Che dipenderà dal finanziamento e dell’utilizzo delle macchine più piccole nella loro esecuzione dei test, secondo Cantante.
Thor potrebbe anche portare a più compatto ed economico di macchine presso altre istituzioni. Il laboratorio è “al lavoro per venire con disegni semplici che altri possono utilizzare, montaggio [li] con off-the-shelf parti, senza bisogno di costosi olio e bagni di acqua o complesso di interruttori,” ha detto il Cantante. In questo modo i ricercatori di dover pianificare prezioso “beam time” sul sito per i loro esperimenti. “La scienza può progredire più velocemente quanto più macchine, anche se meno potente, avrebbe permesso ai ricercatori di università e laboratori, anche per condurre materiali avanzati esperimenti di fisica,” Stygar detto.
Diverse istituzioni hanno già espresso il loro interesse. Questo non significa che non Sandia è l’acceleratore di business della produzione. (Che lascia che a Tony Stark.) Tuttavia, una volta che il laboratorio ha costruito un paio di Thor macchine e raffinato la tecnologia, “Ci sarebbe molto felice se un giorno, presto il Thor concetto sono stati commercializzati dall’industria privata,” Sandia manager Bill Stygar detto Gizmodo.
In una carta separata l’anno scorso, Stygar e co-autori hanno esplorato il nuovo design potenziale per la costruzione di fusione a confinamento inerziale macchine. Una macchina con 59,400 mattoni dovrebbe essere sufficiente per ottenere termonucleare di accensione, secondo Stygar. Una macchina con 162.000 piccoli mattoni rispetto a quelli utilizzati in Thor sarebbe in grado (teoricamente) di produrre tanto, o più, di energia rispetto al costo della sua produzione. “[It] sarebbe essenzialmente un Z machine con potenza fornita dai mattoni, piuttosto che prima memorizzato in enormi condensatori,” Cantante ha spiegato.
Ah, ma il Thor acceleratore di essere immortalata sul grande schermo come la Z-pinch? La cantante è felice di speculare sulla possibile trama di punti solo per divertimento. “Forse l’assoggettamento di Superman per le pressioni della sua terra natale Krypton, così egli può temporaneamente vivere la vita come un uomo ordinario in che ambiente?” La cantante ha affermato. “Naturalmente non ho idea di preciso pressioni su Krypton, in modo da misurare con la mia immaginazione.”
Un altro suggerimento per aspiranti sceneggiatori: una macchina del genere potrebbe essere utilizzato per creare diamanti e altre pietre preziose sul mercato, o di un nuovo tipo di materiale esotico. Sarebbe ancora più interessante se tale onda d’urto processo di generazione può essere simile a questo:
Riferimenti:
Reisman, D. B. et al. (2015) “energia Pulsata acceleratore materiale per esperimenti di fisica,” Physical Review Speciale Argomenti: Acceleratori e Travi 10:1103
Stygar, W. A. et al. (2015) “i disegni di due petawatt-classe di potenza impulsiva acceleratori ad alta densità di energia esperimenti di fisica,” Physical Review Speciale Argomenti: Acceleratori e Travi 18:110401.
[Via Sandia National Laboratories]
Immagini: Randy Montoya/Sandia National Laboratories.