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Fusão dentro de um bloco de metal
Dá para fazer a mesma reação do Sol dentro de um pedaço de metal?
A grande ideia
O metal não é maciço para as coisas menores, e podem acontecer coisas nas frestas.
- fusão
- Quando dois núcleos minúsculos se juntam num só e soltam uma explosão de energia.
- rede cristalina
- A grade certinha e repetida em que os átomos ficam dentro de um metal.
- blindagem
- Quando os elétrons se amontoam no meio e suavizam o empurrão entre dois núcleos.
Dá para fazer a mesma reação do Sol dentro de um pedaço de metal?
Lá no fundo do Sol, núcleos minúsculos se chocam e grudam. Essa junção se chama fusão, e é de lá que vem a luz do Sol. Normalmente isso exige milhões de graus.
Os núcleos odeiam se juntar. Todos carregam a mesma carga elétrica, então se empurram para longe com força. É como tentar juntar dois ímãs que se recusam. Mas o metal acaba sendo um lugar bem interessante para tentar.
O que sabemos com certeza
Duas peças de física comum de livro-texto fazem o trabalho aqui.
A primeira se chama blindagem. Encha uma rede cristalina de metal com hidrogênio pesado e acontece algo útil. O metal está nadando em elétrons soltos. Esses elétrons se amontoam entre os núcleos e cancelam parte do empurrão.
A segunda foi descoberta em 1935 por Robert Oppenheimer e Melba Phillips. O hidrogênio pesado reage com um núcleo usando menos energia que o hidrogênio comum.
Em 2020 cientistas do NASA Glenn publicaram dois artigos sobre isso. Eles saíram na Physical Review C, uma revista séria de física nuclear. A equipe incluía Pines, Steinetz, Benyo e Forsley.
Eles encheram érbio e titânio com hidrogênio pesado. Depois dispararam raios gama de alta energia no metal. Eles mediram novos produtos nucleares saindo dali, inclusive nêutrons.
O que os cientistas estão testando agora
Agora leia esse resultado com atenção, porque a leitura cuidadosa é a lição inteira. A NASA mediu reações. A NASA não mediu energia líquida. São duas coisas diferentes.
Entrou energia no metal na forma de raios gama. Nada saiu do nada. A afirmação é estreita, e é justamente isso que a torna forte.
Isso importa por causa de 1989. Naquele ano dois cientistas anunciaram fusão de bancada, e outros laboratórios não conseguiram repetir. Um novo teste cuidadoso publicado em 2019 não achou calor extra naqueles níveis antigos. Mas ele apontou a física da blindagem como algo que vale estudar. E foi exatamente isso que a NASA foi construir depois.
Empresas estão atrás disso agora. A Clean Planet, no Japão, trabalha com a Universidade de Tohoku. A Astral Systems é mais nova. As duas relatam calor extra saindo de metal carregado.
O próximo marco é claro. Outro laboratório precisa ver os mesmos produtos sob o mesmo feixe. Depois alguém precisa medir o calor e mostrar que as contas fecham.
Por que isso importa
Toda ideia deste livro precisa da mesma coisa primeiro. Uma fonte pequena de energia enorme.
Imagine um bloco de metal soltando energia de forma constante. Sem fumaça, sem caminhão de combustível, sem fios vindos do horizonte. Isso mudaria o jeito de viver de todo mundo na Terra.
Sua vez
Por que importa tanto que a energia tenha entrado como raios gama? E como você pesaria o calor que sai de um pedaço de metal?
Ninguém fechou as contas de energia ainda. Essa medição está esperando. Talvez você venha a fazê-la.
Teste em casa
O pote que já estava cheio
Você precisa de: Um pote transparente, um punhado de bolinhas de gude ou ervilhas secas do mesmo tamanho, e um pouco de arroz
- 1.Encha o pote de bolinhas até realmente não caber mais nenhuma.
- 2.Levante o pote contra a luz e olhe com atenção as frestas entre as bolinhas.
- 3.Agora despeje arroz devagar, sacudindo o pote de leve enquanto despeja.
Repare: O pote estava cheio, e mesmo assim entrou uma quantidade impressionante de arroz. Um metal é assim. Os átomos dele ficam numa grade certinha com espaço no meio, e é bem ali que os cientistas escondem hidrogênio quando querem fusão dentro de um sólido.
Para adultos e leitores mais velhos
Esta lição vem do Capítulo 12: Fusão por confinamento em rede: o substrato de energia e da unidade do mapa Fusão por confinamento em rede.