Tudomány
Fémekben fedezték fel a világ legkisebb földrengéseit az ELTE kutatói
A fémek maradandó alakváltozása során lejátszódó mikroszkopikus deformációs lavinák tökéletes analógiát mutatnak a földrengésekkel.
2022.04.13 12:51MTIAz ELTE TTK Anyagfizikai Tanszékén végzett mikromechanikai kísérletek során kiderült, hogy a fémek maradandó alakváltozása során lejátszódó mikroszkopikus deformációs lavinák tökéletes analógiát mutatnak a földrengésekkel.
Az ELTE közleménye szerint a felfedezést az egyetem egyedülálló kísérleti berendezése tette lehetővé, mely képes érzékelni a néhány köbmikrométeres fém mintadarabokból érkező rugalmas hullámokat.
Közel 80 éve Orován Egon, Polányi Mihály és Sir Geoffrey Ingram Taylor egymástól függetlenül ismerték fel, hogy a fémek maradandó alakváltozását vonalszerű rácshibák, úgynevezett diszlokációk hozzák létre. A hibavonalak - amelyeket a fémek általában igen nagy számban tartalmaznak - az alakváltozás során akadályozzák egymás mozgását, ez pedig az anyagban akadozó deformálódást, lavinaszerű viselkedést eredményez.
"A lavinajelenségek során energia szabadul fel, melynek jelentős része - a földrengésekhez hasonló módon - rugalmas hullámok formájában távozik. Ez az úgynevezett akusztikus emisszió jelensége" - magyarázza az ELTE szerdai közleményében Ispánovity Péter Dusán, az ELTE Anyagfizikai Tanszék adjunktusa, a kutatócsoport vezetője.
A jelenség mikroszkopikus méretű mintadarabokon figyelhető meg a legkönnyebben, mivel ezekben kevés hibavonal található. Ezért az ELTE Mikromechanika és Multiskálás Modellezés Kutatócsoportja együttműködésben a prágai Károly Egyetem munkatársaival néhány mikrométer méretű cink egykristály oszlopokat készített fókuszált ionsugaras technikával.
Ehhez a Központi Kutató és Ipari Kapcsolatok Centrum pásztázó elekronmikroszkópját vették igénybe. Az így előállított úgynevezett mikrooszlopokat a mikroszkóp vákuumkamrájában összenyomták, hogy a folyamatot vizuálisan is követhessék.
"Rendkívül összetett kísérletekről van szó, melynek során össze kellett hangolnunk a nanométeres pontosságú manipuláló eszközt az akusztikus jelek érzékelésére szolgáló detektorral, mindezt az elektronmikroszkóp vákuumkamrájában" - mondta el Ugi Dávid, az Anyagfizikai Tanszék doktorjelöltje. "Ennek a komplex mérésnek az elvégzésére jelen pillanatban az egész világon csak a mi laboratóriumunkban van lehetőség" - tette hozzá.
Mivel a detektált akusztikus jelek az ultrahang tartományába esnek (így az emberi fül számára nem érzékelhetőek), a kutatók ezeket hallhatóvá tették. A közlemény szerint a hangjelek puszta detektálása már önmagában is figyelemreméltó eredmény, mivel korábban nem sikerült direkt kapcsolatot teremteni a hangjelek és az azokat kiváltó deformációs folyamatok között. A kutatók azonban az akusztikus jelekből további fontos következtetéseket is levontak. Megállapították, hogy a deformációs események ugyanúgy viselkednek, mint a földrengések: a méretük eloszlását a szeizmológiában jól ismert egyetemes Gutenberg-Richter törvény írja le, és a miniatűr földrengéseket számos elő- és utórengés is övezi.
"Ha nagyon különböző fizikai rendszerek bizonyos körülmények között azonos viselkedést mutatnak, az univerzalitás jelenségének példájával állunk szemben. Az eredményeket erősíti, hogy a kísérletileg kapott viselkedést egyszerűsített modellrendszeren végzett numerikus szimulációkkal is sikerült reprodukálni" - összegezték.
"Eredményeink gyakorlati jelentősége is nagy, hiszen a világon elsőként sikerült közvetlen kapcsolatot teremtenünk a mért akusztikus jelek és az azokat kiváltó deformációs mechanizmus között, az akusztikus jeleket pedig számos ipari alkalmazásban használják anyaghibák keresésére, valamint a szerkezeti anyagok állapotának vizsgálatára" - magyarázza Ispánovity Péter Dusán.
Groma István, az Anyagfizikai Tanszék professzora hozzátette: "A kutatás egészen új távlatokat nyit a területen, hiszen a jövőben a módszer számos különböző anyag esetén is alkalmazható.
A kutatást az ELTE Anyagtudományi Kiválósági Programja támogatta, az eredményeket a Nature Communications című folyóirat április 13-án közölte.
Figyelem! A cikkhez hozzáfűzött hozzászólások nem a ma.hu network nézeteit tükrözik. A szerkesztőség mindössze a hírek publikációjával foglalkozik, a kommenteket nem tudja befolyásolni - azok az olvasók személyes véleményét tartalmazzák.
Kérjük, kulturáltan, mások személyiségi jogainak és jó hírnevének tiszteletben tartásával kommenteljenek!
ma.hu legfrissebb hírei:
- 1:30 BKK: már elérhető a tízdarabos gyűjtőjegy a BudapestGO-ban
- 0:30 Új Oscar-szabályokat fogadott el az amerikai filmakadémia kormányzótestülete
- 23:30 A mesterséges intelligencia a fő témája a Konica Minolta IoT Live Show-nak
- 22:30 NGM: családok életét jelentős mértékben befolyásolják az üzemanyagárak
- 21:30 Az átjelentkezéssel szavazók voksai nem "utaznak"
- 18:58 Képek az M2-es autóúton Vácnál történt balesetről
- 18:52 PM: Magyarország készíti az unió jövő évi költségvetését
top fórum témák:
- Tanár Úr gyere, mindjárt lesz Lillád!2022.05.10 21:11
- AZ IGAZSÁG SOHA NEM KÉSŐ2022.05.10 21:07
- JólVanna2022.05.10 20:31
- Porvihar2022.03.29 16:11
- Mit szólsz? Ide minden baromságot...2022.03.29 16:06