Tal vez sea que nos es muy cotidiano y por ello no reparamos en la cantidad de energía que recibimos del Sol. En un día caluroso el Sol manda tanta energía que debería sorprendernos. Simplemente considérese su distancia a la Tierra. Es asombroso el calor que recibimos. Sin embargo, en el mundo de la ciencia no parece haber nunca límites bien definidos y ahora un grupo de físicos teóricos del Imperial College de Londres han dado con un nuevo método que podría permitir a un rayo laser calentar ciertos materiales a temperaturas más calientes que el sol en unos 20 trillonésimas de un segundo. La nueva técnica, sería 100 veces más rápida que el sistema energético laser más poderoso, que se encuentra en el Lawrence Livermore National Laboratory, en California. Las aplicaciones posibles serían probablemente en la investigación sobre la fusión nuclear.
Si se llegase a tener la fusión controlada, tendría la raza humana una infinita cantidad de energía. Desafortunadamente, para poder hacer un reactor a fusión práctico, se necesita recrear las condiciones que se hallan en el interior del Sol. Para los ingenieros y científicos, el uso de lasers para lograr este objetivo es uno de los ladrillos fundamentales en este tipo de investigaciones.
De acuerdo con el equipo del Imperial College, la respuesta no es simplemente golpear un blanco con lasers cada vez más poderosos. Requiere entenderse cómo es que los materiales se calientan. En este tipo de entornos de plasma de alta temperatura es donde ocurre la fusión. Se comprende cómo calienta un rayo laser el cual es un proceso complejo en donde el rayo calienta a los electrones del material, los cuales calientan entonces los iones que hacen la mayoría de la masa del material en sí. Este sistema trabaja, pero es relativamente lento.
La idea de los investigadores era dejar de calentar los electrones y pasar directamente a los iones. De acuerdo al Dr. Arthur Turrell, se hizo un descubrimiento inesperado cuando cierto tipo de materiales era atacado por un rayo laser de alta intensidad, pues generó algo que denominaron una onda de choque electrostática. Y aunque esto no es novedoso, el equipo de físicos halló, a través de uno modelo sofisticado en supercómputo, que los materiales de alta densidad, como el plástico por ejemplo, tenían una combinación especial de iones que se aceleraban a diferentes velocidades y esto produce un tipo de fricción, cosa que un solo tipo de iones no puede hacer. Debido a la alta densidad del material, los iones se apretujaban junto con la onda de choque por un factor de 10, lo que se añade al efecto de la fricción.
“Los dos tipos de iones actúan como cerillos y una caja; se necesitan ambos”, dice el Dr. Mark Sherlock, del Departamento de Fisica en el Imperial College. “Un montón de cerillos no crearán luz por ellos mismos. Lo que se necesita es la fricción causada por rozarlos contra la caja de cerillos”.
Hasta ahora, la técnica del Imperial College es estrictamente teórica y solamente se ha intentado en modelos computarizados, pero estos indican que se podrían calentar pequeñas cantidades de materia sólida a temperaturas de 11.6 millones de grados Celsius en décimas de fentosegundos, o en menos de una millón millonésima de segundo. El reto es ahora probar la técnica experimentalmente, lo que piensan los científicos que será posible. Si es así, el equipo piensa que esta información podría tener un impacto importante en la investigación de la fusión y sus aplicaciones.
Los resultados de esta investigaciín se publicaron en Nature Communications.
Referencias: