Fusió en bombetes

La fusió en bombetes, també coneguda com "sonofusión", és el nom no tècnic per a una reacció de fusió nuclear que alguns investigadors creuen que ocorre durant una versió d'alta pressió de la sonoluminiscencia, una forma extrema de la cavitación acústica. En l'àmbit tècnic, esta eventual reacció es denomina "fusió acústica de confinament inercial", ya que l'inèrcia de la paret de la bombeta serviria per a confinar l'energia, causant un aument extrem de temperatura. Les altes temperatures que la sonoluminiscencia pot produir són la raó de que es considere la possibilitat de que podria ser un mig per a conseguir la fusió termonuclear.

Experiments

Esquema del fenomen de sonoluminiscencia. D'esquerra a dreta: aparició d'una bombeta, expansió llenta, contracció ràpida i emissió de llum.

La palesa d'Estats Units 4,333,796, presentada per Hugh Flynn en 1978, sembla ser la primera referència documentada a una reacció de sonofusión.

El 8 de març de 2002, per mig d'un artícul publicat en la revista científica Science, Rusi P. Taleyarkhan i els seus colegues en l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) varen informar que els experiments de cavitación acústica realisats en acetona deuterada, mostraven que les medicions de triti i neutró eren consistents en l'ocurrència de fusió. També es va indicar que l'emissió de neutrons era coincidente en el pols de sonoluminiscencia, un indicador clau que la seua font era la fusió provocada per la sonoluminiscencia.

Les simulacions per ones de choc semblaven indicar que la temperatura en l'interior de les bombetes colapsantes pogueren alcançar 10 megakelvins, és dir, tan calenta com el centre del Sol. Un estudi realisat en l'any 2008 ha aportat senyes demostrant que la temperatura de les bombetes es troba per damunt dels 100,000 K i una dependència de pressió que indicava temperatures per damunt d'un milló de K que es podia esperar en condicions de sonofusión. Encara que l'aparat funciona en una habitació en temperatura ambiente, este fenomen no és lo que es denomina fusió freda (com comunament es denomina en la prensa popular), perque les reaccions nuclears ocorrerien a temperatures molt altes en el núcleu d'implosió de les bombetes.

Els investigadors varen usar un pols de neutrons en la finalitat de nuclear ("llavors") les bombetes diminutes, mentres que la majoria dels experiments varen començar en bombetes chicotetes d'aire ya existent en el líquit. Usant este nou método, l'equip d'investigadors va ser capaç de produir bombetes estables que es podien expandir prop d'un milímetro de ràdio abans de colapsar. D'esta manera, els investigadors varen assegurar que eren capaços de crear les condicions necessàries per a produir pressions i temperatures molt altes. La sensibilitat de la taxa de fusió a la temperatura, que és una funció de cuan chicotetes les bombetes poden fer-se quan es colapsen, en combinació en la possible sensibilitat d'este últim en trobar detalls experimentals, pot explicar el fet de que alguns investigadors han reportat vore un efecte, mentres que uns atres no.

Taleyarkhan i els seus colaboradors varen preparar experiments idèntics en acetona no deuterada (normal) i no varen observar les emissions de neutrons o la producció de triti. Taleyarkhan afirma que el seu interés per la fusió en bombetes va començar a raïl d'una charrada en sobretaula en un amic, el Dr. Mark Embrechts, en 1995.

Falla en reproduir els experiments en Oak Ridge

Els resultats varen ser tan sorprenents que l'Oak Ridge National Laboratory va demanar a dos investigadors independents, D. Shapira i M. J. Saltmarsh, repetir l'experiment usant equips de detecció de neutrons més sofisticats. Este estudi va concloure que la lliberació de neutrons era compatible en una coincidència a l'encert.

Una reproducció realisada per Taleyarkhan i els atres autors del reporte original va detectar que el reporte de Shapira i Saltmarsh havia fallat en tindre en conte diferències significatives en la configuració experimental, incloent més d'una polzada de blindage entre el detector de neutrons i l'acetona. D'acort en Taleyarkhan i els seus colaboradors, quan es té en conte correctament estes diferències, els resultats són consistents en la fusió.

Ademés, Galonsky ha mostrat que pel propi detector de calibración de Taleyarkhan, els neutrons observats tenien una energia massa alta per a ser producte d'una reacció de fusió deuteri-deuteri (d-d). En un comentari de rèplica, Taleyarkhan va dir que l'energia és "raonablement propenca" de lo que s'espera.

En febrer de 2005, el documental de BBC, Horizon, li va encarregar a dos investigadors principals de la sonoluminiscencia, Seth Putterman i Ken Suslick, que intentaren reproduir el treball de Taleyarkhan. Utilisant paràmetros acústics similars, acetona deuterada, una nucleación de bombetes similars, i un dispositiu de detecció de neutrons més sofisticat, els investigadors no varen poder trobar evidència d'una reacció de fusió. Este treball va ser revisat per un equip de quatre científics, incloent un expert en sonoluminiscencia i un expert en la detecció de neutrons, qui també va concloure que cap evidència de fusió podia ser observada. Suslick havia treballat prèviament en el problema en Yuri Didenko, i havien conclós que la compressió sonora causava reaccions químiques endotèrmiques dins de les bombetes, fent molt difícil que la bombeta poguera alcançar la temperatura de fusió.