Fusión por condicionamiento del campo en vez de por calor

Por qué lo sugiere la biblioteca

La medición que nombra esta ficha, como banco: dos pasadas de potencia entregada idéntica sobre un mismo blanco cargado, una tercera que invierte el acondicionamiento, y un contador que nadie toca entre medias. Fija el desplazamiento que estés dispuesto a suponer y lee cuánto tendrían que moverse las cuentas antes de que una diferencia sea un resultado y no una oscilación de una pasada a la siguiente.

La pareja de disparos: haz acondicionado frente a haz sin acondicionar

Este es el experimento que zanjaría una afirmación sobre acondicionamiento del campo, montado como un banco. Un blanco cargado, un contador de neutrones, dos disparos en la misma sesión con la misma potencia entregada — el equipo de acondicionamiento en marcha en uno, apagado en el otro — y un tercer disparo con el acondicionamiento invertido. Nadie toca el contador ni el blanco entre medias. Fije la energía del haz, el metal anfitrión y el desplazamiento que quiera poner a prueba, y lea a qué daría derecho una diferencia en ese contador.

Qué disparo está leyendo el contador

Disparo uno: acondicionamiento apagadoDisparo dos: acondicionamiento en marchaDisparo tres: acondicionamiento invertido

El banco, de izquierda a derecha

Energía de bombardeo del haz

2500

Dos deuterones de igual masa, así que la energía de colisión en el centro de masas es la mitad de la de bombardeo. El banco arranca en 2500 electronvoltios, la energía de bombardeo que informa Kasagi.

Metal anfitrión, con su energía de apantallamiento medidaGas de deuterio (referencia) — 25 electronvoltios de apantallamientoTitanio — 27 electronvoltios de apantallamientoAluminio — 190 ± 15 electronvoltios de apantallamientoCirconio — 297 ± 8 electronvoltios de apantallamientoPaladio — 313 ± 2 electronvoltios de apantallamientoTántalo — 322 ± 15 electronvoltios de apantallamientoÓxido de paladio — 600 electronvoltios de apantallamiento

La energía de apantallamiento del anfitrión es una medida publicada y está presente en todos los disparos de la sesión. Por eso se cancela exactamente en la comparación, y por eso las barras de abajo llevan solo el desplazamiento supuesto.

Desplazamiento supuesto del acondicionamiento

313

Este mando es la propuesta, no una medida. Froning, Barrett y Miley publicaron estimaciones paramétricas de la energía de entrada que tal acondicionamiento podría ahorrar; ningún experimento ha comparado todavía un haz acondicionado con uno sin acondicionar sobre el mismo blanco, así que no existe una cifra que poner aquí.

El mando se detiene en 600 electronvoltios porque es la mayor energía de apantallamiento medida en toda esta biblioteca — óxido de paladio, de la ficha de Kasagi. El banco no dibujará un acondicionamiento mayor que una medida existente. Kasagi: las energías de apantallamiento medidas que fijan la escala de este banco, con el óxido de paladio a la cabeza con 600 electronvoltios (en inglés)

Volver a los ajustes iniciales

• Disparo uno: acondicionamiento apagado
• Disparo dos: acondicionamiento en marcha
• Disparo tres: acondicionamiento invertido

Disparo dos: acondicionamiento en marcha

Qué leería este disparo: Con la misma potencia entregada, sobre el mismo blanco y por el mismo contador, la única magnitud que se mueve es el ritmo al que los pares atraviesan. La ley de Coulomb desnuda, la constante de Planck y la constante de estructura fina son las mismas en los tres disparos, y el panel junto a las barras las devuelve sin cambio.

Ritmo, este disparo dividido por el primero:

9

Órdenes de magnitud frente al disparo uno:

1,0

Desplazamiento efectivo aplicado en este disparo:

313 electronvoltios

Energía de colisión en el centro de masas:

1250 electronvoltios

Control de inversión. El disparo tres cae exactamente sobre el disparo uno. Un banco que no hace esto no ha medido el acondicionamiento.

Fijo en los tres disparos. Potencia entregada del haz, carga del blanco, contador y geometría, cámara y sesión. Entre el disparo uno y el dos cambia una sola cosa, y es la forma del campo.

Qué afirmaría una diferencia en ese contador

• Que el ritmo de tunelamiento depende de la forma del campo en que están los núcleos, y no solo de la energía que se les entrega.
• Que el efecto es bastante grande para leerse a una energía de haz declarada, en un anfitrión declarado y con una potencia entregada declarada.
• Que se invierte cuando se invierte el acondicionamiento, lo que lo separa de la deriva del banco.

Qué no afirmaría

• Nada sobre la ley de Coulomb desnuda, la constante de Planck o la constante de estructura fina, que el panel de arriba devuelve sin cambio en cada disparo.
• Nada sobre energía neta: el cociente de dos lecturas del contador no es una sección eficaz, ni una medida de calor, ni una potencia de salida.
• Nada sobre el mecanismo. Una diferencia de ritmo dice que la forma del campo importa; qué estructura de gauge lo hace es un argumento aparte.

La medida que lo zanja. El rendimiento de neutrones deuterio-deuterio a carga de blanco fija y potencia entregada fija, acondicionado frente a sin acondicionar, con la diferencia invirtiéndose cuando se invierte el acondicionamiento.

Alcance: este banco dibuja un cociente de factores de tunelamiento entre dos disparos del mismo aparato. La física nuclear dentro de la barrera se mantiene fija, así que las cifras son ritmos contra ritmos — no una sección eficaz, ni una medida de calor, ni una potencia de salida. El balance de energía de una máquina así es una medida aparte que no se ha hecho.

Las fichas con las que está montado este banco

• Froning, Barrett y Miley 2012: campos electromagnéticos especialmente acondicionados para reducir la energía de entrada de la fusión (en inglés)
• Fontana y Baker 2007: fusión nuclear inducida por ondas gravitacionales de alta frecuencia, la versión mucho más extrema de la misma lógica (en inglés)
• Carpinteri y colegas 2012: producción de neutrones por fractura de rocas piezoeléctricas, el experimento compañero barato (en inglés)
• Kasagi: las energías de apantallamiento medidas que fijan la escala de este banco, con el óxido de paladio a la cabeza con 600 electronvoltios (en inglés)

David Froning, Terence Barrett y George Miley argumentan que el electromagnetismo ordinario tiene la estructura de norma más simple posible, cuyo momento angular se comporta como el de partículas de espín uno — por eso las cargas iguales se repelen — mientras que los campos dentro de un núcleo tienen una estructura más rica cuyo momento angular se comporta como espín dos, para el cual las cargas iguales se atraen; Barrett ya había mostrado cómo derivar campos electromagnéticos que llevan esa estructura más rica, y el artículo hace las primeras estimaciones paramétricas de la energía de entrada que tal condicionamiento podría ahorrar (Specially Conditioned EM Fields to Reduce Nuclear Fusion Input Energy Needs, 2012). Una versión mucho más extrema de la misma lógica cambia la métrica en vez del campo: Giorgio Fontana y Robert Baker proponen disparar ondas gravitacionales de alta frecuencia enfocadas hacia el combustible, argumentando que el efecto de memoria no lineal acerca mucho más un electrón de deuterio a su núcleo y sube su masa efectiva — fusión catalizada por muones sin el muón (High-Frequency Gravitational Wave Induced Nuclear Fusion, 2007). Y un entorno enteramente ordinario muestra campos electromagnéticos colectivos en materia condensada alcanzando energías nucleares: tritura una roca piezoeléctrica y los campos en superficies de fractura fresca aceleran electrones lo bastante fuerte como para producir neutrones por la interacción débil estándar (Neutron production from the fracture of piezoelectric rocks, 2012).

El experimento o la construcción

La versión construible es la de condicionamiento de campo, y el hardware es un ondulador o una hélice bobinada que impone una estructura coherente sobre un haz que luego ilumina un blanco de red cristalina cargado. Corre el blanco dos veces — haz condicionado y haz sin condicionar de potencia total idéntica — en la misma sesión, con el contador de neutrones sin tocar entre corridas. La medición que zanjaría el caso es el rendimiento de neutrones deuterio-deuterio a carga de blanco fija y potencia entregada fija, condicionado frente a sin condicionar, con la diferencia invirtiéndose cuando se invierte el condicionamiento. El experimento de la roca piezoeléctrica es el compañero barato: es una prensa hidráulica, una muestra que lleva cuarzo y un contador de neutrones, y es un efecto real publicado que casi nadie ha vuelto a medir.