工程师破碎岩石，以观察当类似小行星的物体表面受到极端外部力量冲击时会发生什么

约翰斯霍普金斯大学的工程师们通过对颗粒材料如沙子和岩石在极端冲击下的行为进行研究，发现了新的细节。这些发现有望在未来帮助保护地球免受危险小行星的影响。他们的研究成果发表在《固体力学与物理学杂志》上。

研究组使用了新颖的实验技术和先进的计算机模拟方法，揭示了这些材料在高速撞击时可能表现出意想不到的方式，这挑战了传统模型。他们发现，在同一撞击事件中，材料的不同部分甚至不同的沙粒都可能表现出非常不同的行为。

研究人员发现，除了其他化学反应外，强烈压缩产生的热量导致颗粒断裂、熔化和重新凝固。他们观察到，不同的金属材料在高速撞击时表现出不同的能量耗散方式。例如，铝等材料通过缺陷和塑性形变吸收能量，而像苏打石玻璃这样脆性材料则通过断裂和碎裂来耗散能量。

这些发现可能对未来类似2022年的DART任务等任务提供参考，后者将撞击小行星以改变其轨道。研究人员表示，所有小行星表面都有一层称为“再生岩”的沙土层，在撞击时，正是这层再生岩耗散了大部分撞击能量。他们认为，结合建模和实验可以推断不同环境和撞击条件下不同材料的行为。

研究人员强调，尽管实验策划持续了数个月，但实际的物理经历只是在眨眼之间完成的。他们指出，实验的时间尺度非常短暂，仅为数百纳秒，因此整个实验筹备了一个月，实际过程只持续了几微秒。

该研究人员包括约翰斯霍普金斯大学机械工程系副教授赖恩·赫利（Ryan Hurley）等。