Fusão por condicionamento de campo em vez de calor

Por que a biblioteca sugere isto

A medição que esta ficha nomeia, como bancada: duas corridas de potência entregue idêntica sobre um mesmo alvo carregado, uma terceira que inverte o condicionamento, e um contador que ninguém toca no meio. Fixe o deslocamento que você está disposto a supor e leia o quanto as contagens teriam de se mover antes que uma diferença seja um resultado e não uma oscilação de uma corrida para a seguinte.

O par de disparos: feixe condicionado contra feixe sem condicionamento

Este é o experimento que resolveria uma afirmação sobre condicionamento de campo, montado como uma bancada. Um alvo carregado, um contador de nêutrons, dois disparos na mesma sessão com a mesma potência entregue — o equipamento de condicionamento ligado em um, desligado no outro — e um terceiro disparo com o condicionamento invertido. Ninguém encosta no contador nem no alvo no intervalo. Escolha a energia do feixe, o metal hospedeiro e o deslocamento que quer testar, e leia a que uma diferença naquele contador daria direito.

Qual disparo o contador está lendo

Disparo um: condicionamento desligadoDisparo dois: condicionamento ligadoDisparo três: condicionamento invertido

A bancada, da esquerda para a direita

Energia de bombardeio do feixe

2.500

Dois dêuterons de massa igual, portanto a energia de colisão no centro de massa é metade da energia de bombardeio. A bancada abre em 2500 elétron-volts, a energia de bombardeio que Kasagi relata.

Metal hospedeiro, com sua energia de blindagem medidaGás de deutério (referência) — 25 elétron-volts de blindagemTitânio — 27 elétron-volts de blindagemAlumínio — 190 ± 15 elétron-volts de blindagemZircônio — 297 ± 8 elétron-volts de blindagemPaládio — 313 ± 2 elétron-volts de blindagemTântalo — 322 ± 15 elétron-volts de blindagemÓxido de paládio — 600 elétron-volts de blindagem

A energia de blindagem do hospedeiro é uma medida publicada e está presente em todos os disparos da sessão. Por isso ela se cancela exatamente na comparação, e por isso as barras abaixo carregam apenas o deslocamento suposto.

Deslocamento suposto do condicionamento

313

Este controle é a proposta, não uma medida. Froning, Barrett e Miley publicaram estimativas paramétricas da energia de entrada que tal condicionamento poderia poupar; nenhum experimento comparou até agora um feixe condicionado com um sem condicionamento no mesmo alvo, então não existe número para colocar aqui.

O controle para em 600 elétron-volts porque essa é a maior energia de blindagem medida em toda esta biblioteca — óxido de paládio, da ficha de Kasagi. A bancada não desenha um condicionamento maior do que uma medida que exista. Kasagi: as energias de blindagem medidas que fixam a escala desta bancada, com o óxido de paládio no topo a 600 elétron-volts (em inglês)

Voltar aos ajustes iniciais

• Disparo um: condicionamento desligado
• Disparo dois: condicionamento ligado
• Disparo três: condicionamento invertido

Disparo dois: condicionamento ligado

O que este disparo leria: Com a mesma potência entregue, no mesmo alvo e pelo mesmo contador, a única grandeza que se move é o ritmo com que os pares tunelam. A lei de Coulomb nua, a constante de Planck e a constante de estrutura fina são as mesmas nos três disparos, e o painel ao lado das barras as devolve sem mudança.

Ritmo, este disparo dividido pelo primeiro:

9

Ordens de grandeza contra o disparo um:

1,0

Deslocamento efetivo aplicado neste disparo:

313 elétron-volts

Energia de colisão no centro de massa:

1.250 elétron-volts

Controle de inversão. O disparo três cai exatamente sobre o disparo um. Uma bancada que não faz isso não mediu o condicionamento.

Fixo nos três disparos. Potência entregue do feixe, carga do alvo, contador e geometria, câmara e sessão. Entre o disparo um e o dois muda uma coisa só, e é a forma do campo.

O que uma diferença naquele contador afirmaria

• Que o ritmo de tunelamento depende da forma do campo em que os núcleos estão, e não apenas da energia entregue a eles.
• Que o efeito é grande o bastante para ser lido a uma energia de feixe declarada, num hospedeiro declarado e com uma potência entregue declarada.
• Que ele se inverte quando o condicionamento se inverte, o que o separa da deriva da bancada.

O que ela não afirmaria

• Nada sobre a lei de Coulomb nua, a constante de Planck ou a constante de estrutura fina, que o painel acima devolve sem mudança em cada disparo.
• Nada sobre energia líquida: a razão entre duas leituras do contador não é uma seção de choque, nem uma medida de calor, nem uma potência de saída.
• Nada sobre o mecanismo. Uma diferença de ritmo diz que a forma do campo importa; qual estrutura de calibre faz isso é um argumento à parte.

A medida que resolve. O rendimento de nêutrons deutério-deutério com carga de alvo fixa e potência entregue fixa, condicionado contra sem condicionamento, com a diferença se invertendo quando o condicionamento é invertido.

Alcance: esta bancada desenha uma razão de fatores de tunelamento entre dois disparos do mesmo aparelho. A física nuclear dentro da barreira é mantida fixa, então os números são ritmos contra ritmos — não uma seção de choque, nem uma medida de calor, nem uma potência de saída. O balanço de energia de uma máquina dessas é uma medida à parte que não foi feita.

As fichas com que esta bancada foi montada

• Froning, Barrett e Miley 2012: campos eletromagnéticos especialmente condicionados para reduzir a energia de entrada da fusão (em inglês)
• Fontana e Baker 2007: fusão nuclear induzida por ondas gravitacionais de alta frequência, a versão bem mais extrema da mesma lógica (em inglês)
• Carpinteri e colegas 2012: produção de nêutrons pela fratura de rochas piezoelétricas, o experimento companheiro barato (em inglês)
• Kasagi: as energias de blindagem medidas que fixam a escala desta bancada, com o óxido de paládio no topo a 600 elétron-volts (em inglês)

David Froning, Terence Barrett e George Miley argumentam que o eletromagnetismo comum tem a estrutura de calibre mais simples possível, cujo momento angular se comporta como o de partículas de spin um — o que explica por que cargas iguais se repelem — enquanto os campos dentro de um núcleo têm uma estrutura mais rica cujo momento angular se comporta como spin dois, para o qual cargas iguais se atraem; Barrett já havia mostrado como derivar campos eletromagnéticos que carregam essa estrutura mais rica, e o artigo faz as primeiras estimativas paramétricas da energia de entrada que tal condicionamento poderia economizar (Specially Conditioned EM Fields to Reduce Nuclear Fusion Input Energy Needs, 2012). Uma versão bem mais extrema da mesma lógica muda a métrica em vez do campo: Giorgio Fontana e Robert Baker propõem disparar ondas gravitacionais focadas de alta frequência no combustível, argumentando que o efeito de memória não linear puxa um elétron de deutério bem mais perto de seu núcleo e eleva sua massa efetiva — fusão catalisada por múon sem o múon (High-Frequency Gravitational Wave Induced Nuclear Fusion, 2007). E um cenário inteiramente ordinário mostra campos eletromagnéticos coletivos na matéria condensada alcançando energias nucleares: esmague uma rocha piezelétrica e os campos nas superfícies de fratura frescas aceleram elétrons com força suficiente para produzir nêutrons pela interação fraca padrão (Neutron production from the fracture of piezoelectric rocks, 2012).

O experimento ou a construção

A versão construível é a de condicionamento de campo, e o hardware é um ondulador ou uma hélice enrolada impondo uma estrutura coerente sobre um feixe que então ilumina um alvo de rede carregado. Rode o alvo duas vezes — feixe condicionado e feixe não condicionado de potência total idêntica — na mesma sessão, com o contador de nêutrons intocado entre as corridas. A medição decisiva é o rendimento de nêutrons deutério-deutério a carregamento de alvo fixo e potência entregue fixa, condicionado contra não condicionado, com a diferença se invertendo quando o condicionamento é revertido. O experimento da rocha piezelétrica é o companheiro barato: é uma prensa hidráulica, uma amostra portadora de quartzo e um contador de nêutrons, e é um efeito real e publicado que quase ninguém tornou a medir.