Eu adoro este exemplo de uma das formas mais complexas que alguma vez posso imaginar porque há muita profundidade na forma para desempacotar. Exemplos como este funcionam muitas vezes bem para muitos públicos porque cada um pode escolher o seu próprio nível de interesse. As muitas camadas do projecto podem envolver-se em múltiplos níveis; pode-se apreciar a sua forma visual, ou estudar a ciência profunda por detrás do desenvolvimento da forma. Possuindo a minha natureza curiosa, mergulho mesmo em.
No campo da arquitectura, onde o raciocínio espacial e a criatividade espacial são altamente valorizados, estudando a parametrização do Stellarator Wendelstien 7-X e a forma resultante aguça o nosso pensamento crítico e as nossas capacidades analíticas para compreender e produzir tais formas no nosso local de trabalho. Acho a forma dos ímanes supercondutores do Stellarator escultórico e moderno, e estou profundamente comovido por saber que a forma deriva principalmente de forças naturais. A forma final de cada íman é tão delicada, contemplativa, e bela.
Finalmente, para mim, o Stellarator representa os melhores resultados que se poderia esperar de um design colaborativo. Uma única pessoa nunca poderia ter desenvolvido um tal desenho. A perícia de vários membros da equipa precisava de se reunir. Foram necessários matemáticos aplicados para modelar com precisão os campos plasma e magnéticos; físicos experimentais foram necessários para calcular as forças exactas em jogo e analisar os resultados; e finalmente, engenheiros foram necessários para construir a coisa com segurança. “Se estas são as forças a esperar, quanto escoramento e estrutura são necessários?”
Para ter uma compreensão mais completa da parametrização utilizada, e porque é necessário um desenho colaborativo para alcançar uma forma tão complexa, fazemos um rápido desvio para a ciência da energia de fusão. Apenas olhamos para o tema – sendo este um blogue de arquitectura que já nos desviámos bastante do nosso tema original para estudar uma forma complexa – mas algo deve ser dito sobre as características da sua energia de fusão porque elas informam fortemente as variáveis e parâmetros escolhidos para o desenho. A fusão dos núcleos de dois átomos requer calor e pressão extremos. Isto é feito em laboratório, utilizando campos magnéticos muito fortes. Os desenhos anteriores de reactores de fusão utilizavam a forma de um toro, chamado tokamak, que imita a forma dos campos magnéticos na natureza. Uma ilustração do desenho pode ser encontrada abaixo (à esquerda) pelo Joint European Torus alojado em Oxfordshire, Reino Unido. As imagens não dão uma boa impressão da grande escala dos reactores, muito mais altos do que uma pessoa.
Os Alemães têm sido muito mais ambiciosos com o seu design. O stellarator (à direita) é igualmente grande, e partilha algumas semelhanças com um tokamak na medida em que também tem a forma de toro (com um buraco no meio como um donut). Mas aqueles que gostam de matemática notarão imediatamente uma diferença importante. O plasma do 7-X é dobrado e dobrado, e tipo de laço sobre si mesmo cinco vezes. Este comportamento é previsto pela teoria generalizada dos nós onde tais padrões são estudados. Quanto ao porquê de ser um desenho mais eficiente, recorro à analogia de torcer uma toalha molhada.
O desenho do tokamak é muito semelhante a tentar espremer água de uma toalha com apenas compressão. Todos aprendemos que, quando somos jovens, é muito mais eficaz torcer o trapo para tirar o máximo de água possível. Isto é de facto o que o stellarator está a fazer nos pontos de inflexão; esse movimento de torção inerente ao desenho aumenta drasticamente a pressão que pode ser aplicada ao núcleo de fusão, que por sua vez – em teoria – deveria libertar mais energia do que a colocada em.
Os cientistas não usam a teoria do nó abstracto para modelar estes campos porque não são suficientemente precisos na realidade. A teoria dos nós apenas sugere a sua forma. Na realidade, o cálculo das forças a esperar baseia-se no desenho colaborativo para completar. A dinâmica dos fluidos computacional desempenha um papel importante na modelação, em primeiro lugar, do plasma, e em segundo lugar, do campo magnético. Uma vez conhecida a forma, forma e densidade do plasma necessário para fundir núcleos, então é uma questão de parametrizar o campo magnético com os ímanes necessários para o gerar.
Este processo científico resulta naqueles ímanes maravilhosamente em forma de serpentina, que provavelmente deveriam ser descritos com mais precisão como ímanes super-refrigerados e supercondutores. É a única forma de gerar campos magnéticos suficientemente fortes. A forma alienígena dos ímanes é necessária para enrolar o plasma sob si mesmo. O desenho especifica 50 ímanes curvos e 20 ímanes de plaina para gerar a força e a forma do campo requerido. Os 50 ímanes curvados representam uma forma incrivelmente complexa, mesmo o seu perfil transversal ajusta-se à medida que rodeiam o plasma. E, no entanto, encontro-os mal esculpidos, prontos para serem descobertos num museu de arte moderna. E sempre que volto à ideia, tudo o que eles são é um modelo da Natureza. Apenas mais um elemento no universo.
>/div>>>>div>>>>fcaption>Click for full size. Crédito:reddit
As imagens incluídas neste post quase não fazem justiça ao formulário. Cada anel é individualmente deslumbrante, e gostaria de poder caminhar à sua volta numa galeria para sentir os seus efeitos espaciais completos. Para ter uma melhor ideia de como são estes objectos em 3D, encorajo os leitores a verem o vídeo anexo a este post. Espero que dê uma melhor noção do tipo de espaço 3D que estes objectos criam.