Quando uma onda de choque viaja através do material e atinge uma superfície livre, pedaços de material podem se soltar e voar em alta velocidade. Se houver algum defeito na superfície, o choque forma microjatos que viajam mais rápido do que uma bala em alta velocidade.

Compreender como esses microjatos se formam e como eles interagem com o material ajuda a melhorar a blindagem da espaçonave e a compreender um impacto planetário.

Os cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) produziram simulações hidrodinâmicas de microjateamento acionado a laser a partir de ranhuras em escala de mícron em uma superfície de estanho. A partir dessas simulações, eles foram capazes de ver a formação de microjatos em uma gama de forças de choque, de unidades que deixam o alvo sólido após a liberação para unidades que induzem derretimento por choque no alvo.

Quando uma amostra de metal é submetida à pressão dinâmica de um impacto, uma explosão ou irradiação por um laser de alta potência, uma onda de choque pode se desenvolver perto do lado carregado e se propagar na amostra. Quando o choque interage com a superfície livre da amostra, ele acelera a superfície e pode causar falha localizada do material. À medida que a onda de choque interage com defeitos de superfície (como poços, solavancos, vazios, ranhuras ou arranhões), o material pode ser ejetado como nuvens de pequenas partículas, ou fino, jatos direcionados a velocidades significativamente mais rápidas do que a superfície livre.

As simulações são críticas no estudo de microjatos enquanto viajam de 1 a 10 quilômetros por segundo (km / s), enquanto uma bala viaja cerca de 0,3 km / s.

"A lata foi projetada com ranhuras em escala de mícron na superfície para que possamos gerar microjatos, estudando como eles se propagam e interagem, "disse o físico do LLNL Kyle Mackay, autor principal de um artigo que aparece e é escolhido como escolha do editor no Journal of Applied Physics .

A pesquisa faz parte do projeto Metal Eject Recollection Interaction and Transport (MERIT) do LLNL.

A equipe descobriu que a formação de jatos pode ser classificada em três regimes:um regime de baixa energia em que a resistência do material afeta a formação de jatos; um regime de energia moderada dominado pela fase de mudança do estanho; e um regime de alta energia onde os resultados são insensíveis ao modelo do material e a formação do jato é descrito pela teoria do jato estável idealizada. Mackay disse que a transição entre esses regimes pode aumentar a massa do jato em 10 vezes.

"Não é nenhuma surpresa que quanto mais forte você bate em algo, quanto mais coisas saem disso, "disse o físico do LLNL Alison Saunders, co-autor do artigo e líder do projeto MERIT. "Mas há muita sutileza envolvida na compreensão da física dos materiais que leva a tal relacionamento, e para um material como o estanho, que sofre muitas transições de fase sob carga de choque, a relação está longe de ser linear. "