Cuando una onda de choque viaja a través del material y alcanza una superficie libre, los trozos de material pueden desprenderse y salir despedidos a altas velocidades. Si hay algún defecto en la superficie, el impacto forma micro-chorros que viajan más rápido que una bala a toda velocidad.

Comprender cómo se forman estos microjets y cómo interactúan con el material ayuda a mejorar el blindaje de las naves espaciales y comprender un impacto planetario.

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) produjeron simulaciones hidrodinámicas de microchorros impulsados ​​por láser a partir de ranuras a escala micrométrica en una superficie de estaño. De estas simulaciones, pudieron ver la formación de microjet en una gama de fuerzas de choque, desde unidades que dejan el objetivo sólido después del lanzamiento hasta unidades que inducen la fusión del impacto en el objetivo.

Cuando una muestra de metal se somete a una presión dinámica por un impacto, una explosión o irradiación por un láser de alta potencia, una onda de choque puede desarrollarse cerca del lado cargado y propagarse a la muestra. Cuando el choque interactúa con la superficie libre de la muestra, acelera la superficie y puede causar fallas localizadas del material. A medida que la onda de choque interactúa con los defectos de la superficie (como hoyos, golpes vacíos ranuras o rayones), el material puede ser expulsado como nubes de pequeñas partículas, o delgado, Chorros dirigidos a velocidades significativamente más rápidas que la superficie libre.

Las simulaciones son fundamentales en el estudio de los microjets a medida que viajan de 1 a 10 kilómetros por segundo (km / s), mientras que una bala viaja alrededor de 0.3 km / s.

"La lata fue diseñada con ranuras a escala micrométrica en la superficie para que podamos generar microjets, estudiar cómo se propagan e interactúan, "dijo el físico de LLNL Kyle Mackay, autor principal de un artículo que aparece y elegido como el editor elegido en el Revista de física aplicada .

La investigación es parte del proyecto Metal Eject Recollection Interaction and Transport (MERIT) en LLNL.

El equipo descubrió que la formación de chorros se puede clasificar en tres regímenes:un régimen de baja energía en el que la resistencia del material afecta la formación de chorros; un régimen de energía moderada dominado por la fase cambiante del material de estaño; y un régimen de alta energía donde los resultados son insensibles al modelo material y la formación del chorro se describe mediante la teoría idealizada del chorro estable. Mackay dijo que la transición entre estos regímenes puede aumentar la masa del jet en 10 veces.

"No es de extrañar que cuanto más fuerte golpees algo, cuantas más cosas salen de él, "dijo la física de LLNL Alison Saunders, coautor del artículo y líder del proyecto MERIT. "Pero hay mucha sutileza involucrada en la comprensión de la física de los materiales que conduce a tal relación, y por un material como el estaño, que sufre muchas transiciones de fase bajo carga de choque, la relación está lejos de ser lineal ".