Как приручить взрывную волну экспресс
Взрывная волна бьёт по поверхности, и та начинает морщиться, как ковёр, по которому резко провели ногой. Эти морщины растут, закручиваются в вихри и перемешивают всё вокруг. В термоядерном синтезе такое перемешивание — большая беда: топливо не сжимается ровно, и реакция затухает.
Физики нашли способ остановить этот процесс, не трогая саму волну. Они напечатали на 3D-принтере мишень с пустотами под поверхностью. Ударная волна, проходя через пустоты, дробится на несколько слабых волн, которые приходят в разное время. В результате поверхность почти не морщится — рост неустойчивости подавлен более чем на 70%.
Эксперимент провели с рентгеновской съёмкой, которая показывает процесс в деталях. Оказалось, главную роль играет именно растянутый во времени импульс, а не ослабление волны или искривление поверхности. Это открывает путь к управлению неустойчивостью в термоядерных реакторах и других системах с высокой плотностью энергии.
Неустойчивость Рихтмайера–Мешкова возникает, когда ударная волна проходит через границу двух сред разной плотности — например, воздуха и гелия. Её можно увидеть даже в кухонной раковине: капля воды, падающая в масло, создаёт похожие вихри.
В фантастике корабли часто защищают силовыми полями, которые гасят ударные волны. Здесь тот же принцип, но вместо поля — хитро устроенная структура материала.