Predicción de un fragmento de hielo de agua de 3 km 55 segundos después del impacto del cometa. Crédito:Crawford et al. 1994, Figura 4, Copyright 1994, con permiso de Springer Science + Business Media
Los físicos de Sandia National Laboratories, Mark Boslough y Dave Crawford, predijeron que el Telescopio Espacial Hubble vería una columna de vapor ascendente cuando el cometa Shoemaker-Levy 9 se estrellara contra el lado opuesto de Júpiter (Figura 1) en 1994. Y efectivamente, la pluma producida por el impacto coincidió con el análisis computacional de Sandia (Figura 2). Un miembro del equipo de Hubble le dijo a Boslough que las imágenes del ascenso y descenso de la columna "eran tan inquietantemente como los modelos predichos por Sandia que los mostré uno al lado del otro durante años después".
El fascinante relato de Boslough es una de las muchas reminiscencias de 45 investigadores de física del choque, principalmente de Sandia, cuyo trabajo apasionante es el tema de una presentación de póster por un Sandian actual, Dra. Mary Ann Sweeney, esta semana en la American Physical Society, Reunión de la División de Física del Plasma en Fort Lauderdale, Florida. El póster del Dr. Sweeney describirá la investigación de la física del choque en Sandia desde su historia temprana (Figura 3) hasta la actualidad.
La física de los golpes estudia el comportamiento de los materiales sólidos cuando los objetos chocan con ellos a velocidades tremendas. producir una onda de choque que se propaga rápidamente y puede convertir parte del material en líquido, gas, o un conjunto de partículas cargadas (un plasma). Este campo interdisciplinario emplea experimentos, simulaciones, y teoría para comprender qué sucede con los materiales sometidos a fuerzas increíbles. Tiene aplicaciones a armas nucleares y convencionales, astrofísica, ciencia planetaria, síntesis de material, y espacio exterior.
a) Simulación de la evolución de la bola de fuego y la pluma después del impacto de un fragmento de hielo de agua de 3 km con tiempos en minutos. b) Imágenes de Hubble a veces después del impacto para fragmentos de tamaño similar. Crédito:Boslough, Crawford 1997, Figura 6, Copyright 2006, John Wiley e hijos. La NASA y el Space Telescope Science Institute reconocidos por la imagen del Hubble.
Sandia nació después de la Segunda Guerra Mundial para abordar las necesidades de seguridad nacional de los Estados Unidos de posguerra. y la física de ondas de choque fue un tema clave desde el principio. Desde entonces, Los principales logros de Sandia en la ciencia de la compresión de choque incluyen la construcción del generador de ondas electromagnéticas de alta frecuencia más grande del mundo, informalmente llamada la máquina Z, que hoy proporciona datos sobre las propiedades de los materiales a presiones y temperaturas extremas. En los años 1960, Los científicos de Sandia desarrollaron y patentaron el medidor de cuarzo, que desempeñó un papel principal en la cuantificación de las ondas de tensión producidas por la radiación que pueden seguir a las explosiones de armas nucleares. El trabajo de Sandia sobre la ciencia de las ondas de choque también ha proporcionado una comprensión crucial de la causa de la explosión de la torreta a bordo del USS Iowa. que mató a 47 marineros en 1989.
Pistola de gas ligero de una etapa en STAR, una instalación de Sandia para experimentos de física de choque. Los lanzadores de pruebas de laboratorio en STAR pueden probar casi cualquier tipo de material (explosivos, simulantes químicos y biológicos, cerámica, polvos). Recientemente celebramos su primera prueba de impacto con pistola de gas, que ocurrió el 19 de septiembre, 1969. Crédito:Sandia National Laboratories
Los logros de Sandia en la investigación de ondas de choque durante seis décadas han tenido un gran impacto en la investigación científica y de ingeniería en Sandia y en la comunidad científica en general. Al contar la historia de este extraordinario viaje, El póster del Dr. Sweeney tiene como objetivo inspirar e invitar a expertos, no expertos, científicos de carrera temprana, y estudiantes de ciencias e ingeniería para contribuir al campo. La presentación del póster también transmitirá al público las experiencias de un investigador:los desafíos, frustraciones luchas personales, y, en última instancia, la gratificación de hacer un descubrimiento pionero o de resolver un problema. Como dice el ex Sandian Lalit Chhabildas, "Ojalá fuera 20 años más joven porque ... la tecnología computacionalmente, teóricamente, y experimentalmente en la física de choque ha avanzado tanto que ahora podemos abordar problemas con los que antes podíamos soñar ".