Rahul Rao*
A principios de este año, la ARPA-E (Advanced Research Projects Agency- Energy), una agencia del gobierno de Estados Unidos dedicada al financiamiento de investigaciones de última generación en el campo de la energía, anunció un puñado de donaciones para un campo que denominó “reacciones nucleares de baja energía” o LENR (por sus siglas en inglés).
La mayoría de los científicos, probablemente, no se enteró de la noticia. No obstante, para un grupo pequeño de ellos, el anuncio marcó la confirmación de su especialidad: Fusión en frío.
La fusión en frío, mejor conocida por sus investigadores como LENR, es la ciencia -o, tal vez, el arte- de fundir núcleos atómicos e, idealmente, aprovechar la energía resultante. Todo esto sin las temperaturas increíbles, en la escala de millones de grados, necesarias para la fusión “tradicional.” En un mundo de sueños, la fusión en frío exitosa podría proporcionar un abastecimiento ilimitado de energía limpia y de fácil obtención.
Por más tentadora que parezca
En los últimos 30 años, la fusión en frío ha sido en gran media un espectro olvidado de una de las controversias más notables de la historia de la ciencia, cuando en 1989, una pareja de investigadores especializados en electroquímica afirmó haberla obtenido -lo que nadie más pudo replicar (la verdad es que muchos investigadores lo han conseguido, aunque la reproductibilidad de los experimentos está todavía distante del 100 por ciento -n.e.)
Todavía no existe una teoría de aceptación general para explicar el fenómeno y muchos todavía dudan que sea factible. Pero los físicos e ingenieros que trabajan con la LENR creen que las nuevas concesiones son una señal de que su campo se está tomando en serio, luego de décadas de permanecer en el desierto.
Ella tuvo un comienzo pésimo y una mala reputación y, entonces, a lo largo de los años, las pruebas se acumularon, cree David Nagel, ingeniero de la Universidad George Washington.
La ignición de la fusión
Incluye presionar los núcleos de incontables átomos, lo que crea núcleos más grandes y la liberación de energía. Esto no es fácil, los protones existentes en el núcleo le confieren una carga positiva, y los núcleos con cargas semejantes se repelen eléctricamente. Los físicos deben forzar a los átomos a que choquen de cualquier forma. Romper ese límite, normalmente, requiere una cantidad inmensa de energía, y es por ello que las estrellas, donde la fusión ocurre de forma natural, y los experimentos terrestres, alcanzan temperaturas altísimas. Pero ¿y si hubiese otra forma de hacer esto con temperaturas más bajas?
Los científicos han teorizado tales métodos desde el inicio del siglo XX y encontraron algunas formas tediosas y extremadamente ineficientes. Pero en la década de 1980, dos expertos en electroquímica pensaron haber hecho un método que funcionaba con gran éxito.
La pareja, Martin Fleischmann y Stanley Pons, puso el metal precioso paladio en un baño de agua pesada, una forma de agua cuyos átomos de hidrógeno poseen un neutrón extra, una forma conocida como deuterio, comúnmente usada en la ciencia nuclear. Cuando Fleischmann y Pons conectaron la corriente eléctrica a través de su aparato y lo dejaron trabajando, comenzaron a observar picos de calor abruptos, o así lo afirmaron, y partículas como neutrones.
Esos picos y partículas de calor, según ellos, no podían explicarse por ningún proceso químico. Lo que podría explicarlo era la fusión de los núcleos de deuterio del agua pesada, así como sucedería en una estrella. Si Fleischnann y Pons estuviesen correctos, la fusión podría alcanzarse a temperatura ambiente en un laboratorio de química relativamente básico. Si usted cree que eso parece demasiado bueno para ser verdad, está usted lejos de ser el único.
Cuando la pareja anunció sus resultados, en 1989, lo que siguió fue una de las tempestades de fuego más espectaculares de la historia de la ciencia moderna. Científico tras científico trataron de rehacer el experimento y ninguno logró replicar los resultados con seguridad. Pons y Fleischmann son recordados como defraudadores.
Es probable que no haya ayudado mucho que ambos eran químicos intentando poner una marca en un campo dominado por físicos. Lo que sea que hayan visto, la “fusión en frío” se encontraba al margen de la ciencia respetable.
Aun con todo esto, tras bastidores los experimentos con LENR continuaron
(Algunos investigadores intentaron variaciones de las ideas de Fleischmann y Pons. Otros, en especial en Japón, buscaron en el LENR un medio para limpiar los desechos nucleares, para transformar los isótopos radiactivos en isótopos menos peligrosos). Algunos experimentos mostraron rarezas, como exceso de calor o partículas alfa -anomalías que podrían explicarse mejor si los núcleos atómicos estuviesen actuando atrás de las bambalinas.
De alguna forma, milagrosamente, el campo de la LENR se mantuvo debido a las convicciones de todas las personas involucradas, permaneció vivo y está funcionando desde hace 30 años, dijo Jonah Messinger, analista del centro de investigación Breackthrough Institute y alumno de postgrado del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
La deficiencia casi trágica de Fleischmann y Pons -que sus resultados no se pudieran replicar- sigue proyectando su sombra sobre el campo. Incluso algunos experimentos posteriores, que parecían mostrar éxito, no se pudieron replicar. Pero eso no frenó a los actuales proponentes de la LENR. “La ciencia tiene un problema de reproductibilidad todo el tiempo,” dijo Florian Metzler, científico nuclear del MIT.
En ausencia de un gran respaldo oficial, el sector privado ha brindado gran parte del respaldo de la LENR. A finales de la década de 2010, por ejemplo, Google entregó millones de dólares para la investigación de la fusión en frío, con éxito limitado.
Pero ahora, las agencias de financiamiento del gobierno están comenzando a prestar atención a ella. El programa ARPA-E se une a los proyectos de la Unión Europea HERMES y CleanHME, ambos iniciados en 2020 (Messinger y Metzler son miembros de un equipo del MIT que recibirán fondos de subsidios de la ARPA-E).
Por los patrones de otros fondos de investigación de energía, ninguna de las donaciones es particularmente significativa. Los programas de la Unión Europea y de la ARPA-E totalizan cerca de 10 millones de dólares cada una; una niñería en comparación con los más de mil millones de dólares que el gobierno estadounidense planea gastar en 2023 en fusión convencional.
¿Qué dicen las leyes de Física?
Pero, según sus proponentes, ese dinero será usado de forma importante. El campo tiene dos tareas fundamentales. Una de ellas es atraer la atención con un trabajo de investigación de alta calidad que demuestre claramente una anomalía, de forma ideal que sea publicado por una revista respetable como Nature o Science. “Creo que habrá un influjo de recursos y personas,” dijó Metzler.
Otro objetivo a largo plazo es explicar el funcionamiento de la fusión en frío. Las leyes de la física, como las entienden los científicos hoy en día, no tienen una respuesta consensual sobre el fenómeno.
Metzler no ve esa cuestión francamente como un problema.
En ocasiones, la gente argumenta: ‘Ah, la fusión en frío contradice la física establecida’ o algo así, dijo. Pero él cree que hay muchas cuestiones sin respuesta en la física nuclear, en especial con los átomos más grandes. Tenemos una enorme cantidad de ignorancia respecto a los sistemas nucleares, afirma.
Sin embargo, las respuestas traerían beneficios enormes, argumentan otros especialistas. Mientras eso no se comprenda, muchas personas de la comunidad científica seguirán desanimadas. Ellas no están dispuestas a prestar atención a eso,” dijo Nagel.
Es claro que es perfectamente posible que la fusión nuclear sea una ilusión. Si este fuera el caso, las donaciones de la ARPA-E pueden dar a los investigadores más pruebas de que no hay nada allí. Pero también es posible que algo esté pasando tras los bastidores.
Y, dicen los impulsores de la LENR, la historia de Fleischmann y Pons está desapareciendo ahora, a medida que los investigadores más jóvenes entran en el campo sin ninguna memoria de 1989. Tal vez esto sea, finalmente, lo que permitirá que la LENR salga de las sombras. “Si estuviese ocurriendo una anomalía nuclear, dice Messinger, mi esperanza es que la comunidad física en general esté dispuesta a escuchar.”
*Artículo publicado originalmente la revista Ciencia Popular del 3 de julio de 2023 (https://www.popsci.com/science/colf-fusion-low-energy-nuclear-reaction/).
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