Prelomový časticový urýchľovač vo veľkosti laboratórneho stola funguje pri izbovej teplote

Honba za čistou a takmer nevyčerpateľnou energiou je jednou z najväčších výziev ľudstva. Svätým grálom v tejto snahe je jadrová fúzia, proces, ktorý poháňa aj naše Slnko. Dosiahnutie kontrolovanej fúzie na Zemi je však nesmierne náročné, pretože si vyžaduje extrémne teploty a tlaky, ktoré sa zvyčajne nachádzajú len v obrovských, štátom financovaných zariadeniach, ako sú reaktory typu tokamak.

Tím vedcov z Univerzity Britskej Kolumbie (UBC) však predstavil radikálne odlišný prístup, ktorý by mohol zmeniť pravidlá hry. Ich prelomový vynález, nazvaný „Thunderbird Reactor“, je na mieru vyrobený časticový urýchľovač veľkosti laboratórneho stola, ktorý funguje pri izbovej teplote. Tento kompaktný prístroj, ktorý ostro kontrastuje s masívnymi fúznymi projektmi, sa skladá z plazmového pohonu, vákuovej komory a elektrochemického článku.

Jadrom inovácie je unikátny mechanizmus dvojitého plnenia palivom. Na jednej strane je paládiový kovový terč bombardovaný deutériom, ťažkou formou vodíka, pomocou techniky nazývanej plazmová imerzná iónová implantácia. Súčasne je druhá strana terča „nabíjaná“ ďalším deutériom prostredníctvom elektrochemického článku, čo dramaticky zvyšuje hustotu paliva a pravdepodobnosť fúznych reakcií.

Vedúci výskumník, profesor Curtis P. Berlinguette, tento proces výstižne prirovnal k „stláčaniu paliva do špongie“. S použitím napätia iba jedného voltu dosiahli vedci kompresiu, ktorá by si za normálnych okolností vyžadovala tlak 800-krát vyšší ako je zemská atmosféra. Výsledky experimentu, publikované v prestížnom časopise Nature, sú ohromujúce.

Pridanie elektrochemickej metódy viedlo k reprodukovateľnému zvýšeniu rýchlosti fúznych reakcií deutéria s deutériom o 15 %. Je dôležité zdôrazniť, že tento experiment nedosiahol čistý energetický zisk a nie je zariadením na výrobu energie. Jeho význam spočíva v tom, že ide o prvú nespochybniteľnú a recenzovanú demonštráciu toho, ako môžu nízkoenergetické elektrochemické procesy ovplyvniť vysokoenergetické jadrové reakcie. 

Tento prelom nevyhnutne vyvoláva spomienky na kontroverznú „studenú fúziu“, ktorej tvrdenia z roku 1989 boli vedeckou komunitou rýchlo spochybnené a odmietnuté. Tím profesora Berlinguettea si je tejto histórie plne vedomý; bol súčasťou skupiny financovanej spoločnosťou Google, ktorá tieto staré tvrdenia dôkladne prehodnotila, nenašla žiadne dôkazy, ale identifikovala nové cesty pre legitímny výskum. 

Na rozdiel od minulosti je experiment Thunderbird postavený na vedeckej prísnosti, meria jasné jadrové signály, ako sú neutróny, a nie nejednoznačné „nadmerné teplo“, čím sa jasne dištancuje od pseudovedy. Tento prístup nie je len o vedeckom objave; je to premyslená snaha o rehabilitáciu poškvrneného vedného odboru.

Tým, že vedci otvorene priznávajú svoju predchádzajúcu prácu pri vyvracaní tvrdení o studenej fúzii a prezentujú svoje nové zariadenie ako „referenčný experiment“ pre ostatných, budujú nový, dôveryhodný a overiteľný základ pre štúdium nízkoenergetických jadrových reakcií. Skutočná revolúcia tohto objavu však môže spočívať v jeho potenciáli demokratizovať fúzny výskum.

Ako uviedol profesor Berlinguette, cieľom je preniesť fúznu vedu „z obrovských národných laboratórií na laboratórny stôl“. Zatiaľ čo veľké projekty ako ITER sa zameriavajú na fyziku plazmy a ich pokrok sa meria v desaťročiach a miliardách dolárov, reaktor Thunderbird otvára paralelnú výskumnú cestu. Umožňuje rýchle a nízkonákladové experimentovanie s kľúčovou časťou fúzneho problému: hustotou paliva v cieľovom materiáli.

Tým, že sa výskum stáva dostupnejším, môže sa dramaticky zrýchliť tempo inovácií v materiálovej vede pre fúzne aplikácie. Táto platforma spája disciplíny plazmovej fyziky, materiálovej vedy a elektrochémie, čím otvára rozsiahly, doteraz neprebádaný interdisciplinárny priestor. Nejde len o sprístupnenie výskumu; ide o urýchlenie kritickej pod-oblasti fúznej vedy, ktorá by mohla priniesť objavy prospešné aj pre tradičné, rozsiahle fúzne projekty.  

Zdroj: thebrighterside.news.

^{Zdroj Foto: UBC}