Ова е прашање кое ги збунува научниците цел век.Но, поддржан од Наградата за вредна услуга за рана кариера од 625.000 американски долари, Матео Бучи, доцент на Катедрата за нуклеарна наука и инженерство (НСЕ), се надева дека ќе се приближи до одговорот.
Без разлика дали загревате тенџере со вода за тестенини или дизајнирате нуклеарен реактор, еден феномен - вриење - е од клучно значење за ефикасно двата процеси.
„Вриењето е многу ефикасен механизам за пренос на топлина;вака се отстранува голема количина топлина од површината, поради што се користи во многу апликации со висока густина на моќност“, рече Бучи.Пример за употреба: нуклеарен реактор.
За неупатените, вриењето изгледа едноставно – се формираат меурчиња кои пукаат, отстранувајќи ја топлината.Но, што ако толку многу меурчиња се формираат и се спојат, создавајќи низа од пареа што го спречи понатамошниот пренос на топлина?Таков проблем е добро познат ентитет познат како криза на вриење.Ова би довело до термичко бегство и дефект на шипките за гориво во нуклеарниот реактор.Затоа, „разбирањето и идентификувањето на условите под кои може да се појави криза што врие е од клучно значење за развој на поефикасни и поекономични нуклеарни реактори“, рече Буч.
Раните пишувања за кризата што врие датираат речиси еден век пред 1926 година. Иако е направена многу работа, „јасно е дека не најдовме одговор“, рече Бучи.Зовриените кризи остануваат проблем затоа што, и покрај изобилството на модели, тешко е да се измерат релевантните појави за да се докажат или отфрлат.„[Вриењето] е процес што се случува во многу, многу мал обем и во многу, многу краток временски период“, рече Бучи.„Не можеме да го гледаме со нивото на детали потребни за да разбереме што навистина се случува и да тестираме хипотези“.
Но, во текот на изминатите неколку години, Бучи и неговиот тим развиваат дијагностика што може да ги измери феномените поврзани со вриење и да го даде многу потребниот одговор на класичното прашање.Дијагнозата се заснова на методи за мерење на инфрацрвена температура користејќи видлива светлина.„Со комбинирање на овие две технологии, мислам дека ќе бидеме подготвени да одговориме на долгорочните прашања за пренос на топлина и да можеме да се искачиме од зајачката дупка“, рече Бучи.Грантовите од Министерството за енергетика на САД од Програмата за нуклеарна енергија ќе помогнат во оваа студија и другите истражувачки напори на Бучи.
За Бучи, кој пораснал во Чита ди Кастело, мало гратче во близина на Фиренца, Италија, решавањето загатки не е ништо ново.Мајката на Буч била учителка во основно училиште.Неговиот татко имал машинска продавница која го унапредувала научното хоби на Бучи.„Како дете бев голем обожавател на Лего.Тоа беше страст“, додаде тој.
Иако Италија доживеа голем пад на нуклеарната енергија за време на нејзините години на формирање, темата го фасцинираше Бучи.Можностите за работа на теренот беа неизвесни, но Бучи реши да копа подлабоко.„Ако треба да правам нешто до крајот на мојот живот, тоа не е толку добро како што би сакал“, се пошегува тој.Бучи студирал нуклеарно инженерство на додипломски и постдипломски студии на Универзитетот во Пиза.
Неговиот интерес за механизмите за пренос на топлина беше вкоренет во неговото докторско истражување, на кое работеше во Француската комисија за алтернативна енергија и атомска енергија (ЦЕА) во Париз.Таму еден колега предложи да се работи на кризата со вода што врие.Овој пат, Бучи се насочил кон NSE на MIT и го контактирал професорот Jacopo Buongiorno за да се распраша за истражувањето на институтот.Бучи мораше да собере средства во ЦЕА за истражување на МИТ.Тој пристигна со повратен билет неколку дена пред бомбашкиот напад на Бостонскиот маратон во 2013 година.Но, оттогаш Бучи остана таму, станувајќи научник за истражување, а потоа и доцент на НСО.
Бучи признава дека имал тешко време да се прилагоди на околината кога првпат се запишал на МИТ, но работата и пријателствата со колегите - тој ги смета Гуанју Су од НСЕ и Реза Азизијан за негови најдобри пријатели - помогнале да се надминат раните недоумици.
Покрај дијагностиката на вриење, Бучи и неговиот тим работат и на начини за комбинирање на вештачката интелигенција со експериментално истражување.Тој цврсто верува дека „интеграцијата на напредна дијагностика, машинско учење и напредни алатки за моделирање ќе вроди со плод во рок од една деценија“.
Тимот на Бучи развива самостојна лабораторија за спроведување експерименти за пренос на топлина со вриење.Овозможено од машинско учење, поставувањето одлучува кои експерименти да се извршуваат врз основа на целите за учење поставени од тимот.„Поставуваме прашање на кое машината ќе одговори со оптимизирање на видовите експерименти потребни за да се одговори на тие прашања“, рече Бучи.„Искрено мислам дека ова е следната граница што врие“.
„Кога ќе се качите на дрво и ќе стигнете до врвот, сфаќате дека хоризонтот е поширок и поубав“, рече Буч за неговиот ентузијазам за понатамошно истражување во оваа област.
Дури и стремејќи се кон нови височини, Бучи не заборави од каде доаѓа.За да го одбележи домаќинството на Светското првенство во фудбал во 1990 година од страна на Италија, серија постери го прикажуваат фудбалскиот стадион во Колосеумот, како горд на местото во неговиот дом и канцеларија.Овие постери, создадени од Алберто Бури, имаат сентиментална вредност: италијанскиот уметник (сега починат) исто така бил од родниот град на Бучи, Чита ди Кастело.
Време на објавување: 10.08.2022