Fuzja w środku bryłki metalu

Czy dałoby się uruchomić reakcję samego Słońca wewnątrz kawałka metalu?

Głęboko w Słońcu maleńkie jądra zderzają się i sklejają. To łączenie nazywa się fuzją i to z niego bierze się światło słoneczne. Zwykle wymaga milionów stopni.

Jądra nie znoszą się łączyć. Wszystkie mają ten sam ładunek elektryczny, więc mocno się odpychają. To jak próba zetknięcia dwóch magnesów, które nie chcą. Okazuje się jednak, że metal to bardzo ciekawe miejsce, żeby spróbować.

Co wiemy na pewno

Robotę wykonują tutaj dwa kawałki zwyczajnej podręcznikowej fizyki.

Pierwszy nazywa się ekranowanie. Nabij metalową kratkę ciężkim wodorem, a stanie się coś pomocnego. W metalu roi się od luźnych elektronów. Te elektrony wciskają się między jądra i częściowo znoszą odpychanie.

Drugi kawałek obmyślili w 1935 roku Robert Oppenheimer i Melba Phillips. Ciężki wodór może zareagować z jądrem przy niższej energii, niż potrzebuje zwykły wodór.

W 2020 roku naukowcy z ośrodka NASA Glenn opublikowali na ten temat dwie prace. Ukazały się w Physical Review C, poważnym czasopiśmie z fizyki jądrowej głównego nurtu. W zespole byli Pines, Steinetz, Benyo i Forsley.

Nabili erb i tytan ciężkim wodorem. Potem ostrzelali metal wysokoenergetycznymi promieniami gamma. Zmierzyli wychodzące nowe produkty jądrowe, w tym neutrony.

Co naukowcy sprawdzają właśnie teraz

A teraz przeczytaj ten wynik uważnie, bo uważne czytanie jest tu całą lekcją. NASA zmierzyła reakcje. NASA nie zmierzyła energii na plus. To dwie różne rzeczy.

Energia weszła do metalu jako promienie gamma. Nic nie wyszło znikąd. Twierdzenie jest wąskie i właśnie dlatego jest mocne.

Ma to znaczenie z powodu roku 1989. Dwóch naukowców ogłosiło wtedy fuzję na blacie stołu, a inne laboratoria nie potrafiły tego powtórzyć. Staranny powtórny test opublikowany w 2019 roku nie znalazł dodatkowego ciepła na tamtych poziomach. Wskazał jednak, że fizyka ekranowania jest warta badania. I dokładnie na tym NASA potem zbudowała swoją pracę.

Teraz gonią za tym firmy. Clean Planet w Japonii współpracuje z Uniwersytetem Tohoku. Astral Systems jest młodsza. Obie zgłaszają dodatkowe ciepło z nabitego metalu.

Następny kamień milowy jest jasny. Inne laboratorium musi zobaczyć te same produkty pod tą samą wiązką. A potem ktoś musi zmierzyć ciepło i pokazać, że rachunki się zgadzają.

Dlaczego to ważne

Każdy pomysł w tej książce potrzebuje najpierw tego samego. Małego źródła ogromnej energii.

Wyobraź sobie bryłę metalu oddającą równy strumień mocy. Bez dymu, bez cysterny z paliwem, bez kabli ciągnących się aż po horyzont. To zmieniłoby życie wszystkich ludzi na Ziemi.

Twoja kolej

Dlaczego tak bardzo się liczy, że energia weszła jako promienie gamma? I jak zważyłbyś ciepło wychodzące z bryłki metalu?

Nikt jeszcze nie zamknął rachunku energii. Ten pomiar czeka. Może zrobisz go właśnie ty.