Giọt của Prince Rupert là một ví dụ về thành phần thủy tinh silica cường lực: bề mặt của nó đã được làm lạnh nhanh hơn bên trong. Nhiệt độ của kính rất quan trọng vì nó tạo độ bền cho kính, tức là khả năng chống gãy xương khi chịu tải, điều này giải thích tại sao một giọt nước có thể bị đập bằng búa và sống sót. Thủy tinh silic, như thường thấy với các vật liệu gốm khác, thể hiện sự lan truyền vết nứt không ổn định khi độ bền gãy của nó bị vượt quá bởi trạng thái ứng suất của nó. Không giống như hầu hết các hợp kim, gốm trưng bày rất ít, hoặc không, biến dạng dẻo. Khi chúng đạt đến giới hạn đàn hồi, chúng bị gãy. Vì vậy, nếu bạn nhấn mạnh một thành phần thủy tinh silica quá cứng, nó sẽ gãy nhanh chóng và tất cả cùng một lúc.
Một thành phần thủy tinh có thể được tôi luyện bằng cách làm lạnh bên ngoài nhanh hơn bên trong để có sự phân bố ứng suất dư không đồng đều trong thành phần. Cụ thể, vì bên ngoài hóa cứng trước, mật độ của nó tăng và khối lượng giảm trước, kéo vật liệu ra bên ngoài. Sau đó, khi nội thất hóa cứng với ít vật liệu còn lại, nó kéo vào bên trong. Trạng thái ứng suất kết quả là căng thẳng trong nội thất và nén ở bên ngoài.
Các vết nứt chỉ lan truyền khi có ứng suất kéo ngang qua vết nứt. Nếu có ứng suất nén dư trên vết nứt, nó sẽ vẫn đóng trừ khi bị căng thẳng. Bởi vì ứng suất nén phải được khắc phục trước khi vết nứt mở ra, phải mất một lực căng lớn hơn để truyền một vết nứt thông qua một thành phần kính cường lực hơn là một thành phần không được tôi luyện. Nếu vết nứt như vậy lan truyền qua bề mặt ứng suất trung tính giữa bên ngoài và bên trong của bộ phận, đầu vết nứt sẽ bị căng do trạng thái ứng suất dư của bên trong. Một vết nứt như vậy sẽ bắt đầu lan truyền một cách không ổn định khi tất cả các ứng suất dư được giải phóng, dẫn đến một vụ nổ của các mảnh thủy tinh, vì tất cả chúng đều trải qua quá trình phục hồi đàn hồi từ phân bố ứng suất không đồng đều.
Từ tất cả những điều này, rõ ràng là một thành phần kính cường lực hình cầu "hoàn hảo" về mặt lý thuyết là có thể, vì chỉ yêu cầu bên ngoài của kính nguội nhanh hơn bên trong để có được sự phân bố ứng suất không đồng nhất cần thiết, trong khi duy trì hình dạng mong muốn. Một sự kết hợp của trọng lực và độ nhớt là nguyên nhân của cái đuôi trong sự sụt giảm truyền thống của Hoàng tử Rupert. Do đó, loại bỏ từng bộ phận đó, chẳng hạn như một giọt hình thành rơi tự do bằng cách thư giãn sức căng bề mặt tự do của một đốm thủy tinh "nổi", có thể dẫn đến một quả cầu thủy tinh nhớt. Thư giãn có thể mất nhiều thời gian và kính phải được giữ nhớt toàn bộ thời gian. Bước tiếp theo là làm mát quả cầu nhanh chóng mà không làm xáo trộn hình dạng của nó, điều này được thừa nhận là khó khăn. Xịt nó bằng chất lỏng sẽ gây ra những gợn sóng trên bề mặt, và việc nhấn chìm sẽ yêu cầu di chuyển nó vô cùng chậm chạp, điều này sẽ gây ra sự phân bố ứng suất không đồng đều. Tiếp xúc nó với khoảng trống của không gian có thể là đủ, nhưng tôi chưa thực hiện bất kỳ tính toán nào về tổn thất nhiệt bức xạ.
Thiết lập mong muốn có thể là một lò phóng xạ trong chân không vũ trụ, với một đốm thủy tinh nổi trong đó, không có vận tốc tương đối. Lò nướng làm tan chảy thủy tinh, thư giãn thành một quả cầu. Lò nướng bị tắt, cửa được mở và lò di chuyển nhanh chóng ra khỏi quả cầu. Quả cầu phát ra bức xạ, làm mát bề mặt nhanh hơn bên trong (hoặc vì vậy chúng tôi hy vọng), và kính được tôi luyện, dẫn đến Thả không gian của Hoàng tử Rupert.
