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Una bomba nuclear es una de las armas más destructivas y temidas en desarrollo, pero su amenaza es una constante en el plano internacional. La tecnología para su composición ha evolucionado de manera significativa con el paso del tiempo y la ciencia acaba de comprobar sus orígenes a partir de un experimento de hace casi un siglo y pasó inadvertido hasta ahora.
El joven físico Arthur Ruhlig estudiante de doctorado en la Universidad de Michigan halló en 1938 los indicios delorigen de la fusión nuclear. En su momento, su estudio no obtuvo el reconocimiento que merecía, pero ahora, científicos de Los Álamos y la Universidad de Duke han comprobado que aquel trabajo fue el primero en observar la fusión de deuterio y tritio.
El experimento de Ruhlig fue replicado con tecnología actual y se logró confirmar que sus conclusiones eran en esencia correctas. "La reacción DT (entre deuterio y tritio) debe de ser una extremadamente probable", escribió Ruhlig, estimando que uno de cada mil protones era expulsado con alta energía; ahora se sabe que esta reacción es la más eficiente para conseguir fusión nuclear ya que genera más energía que cualquier otra conocida.
Científicos descubren el origen de la fusión nuclear en un experimento de hace casi un siglo
El estudio del joven científico fue publicado en Physical Review C mediante una carta a su editor. Por entonces, los resultados demostraban un experimento con haces de deuterones -núcleos de átomos de deuterio- dirigidos contra un blanco también de deuterio. Su objetivo era estudiar la emisión de rayos gamma, pero logró detectar protones con energías inusualmente altas.
Fue entonces que observó una reacción secundaria: la interacción entre tritio y deuterio que liberaba neutrones. Este descubrimiento se anticipó décadas a la inclusión formal del DT en los esquemas del Proyecto Manhattan y el desarrollo de armas nucleares.
El Proyecto Manhattan fue un gigantesco proyecto de investigación y desarrollo ultrasecreto, liderado por Estados Unidos con el apoyo de Reino Unido y Canadá, durante la Segunda Guerra Mundial. Su objetivo principal y más apremiante era desarrollar las primeras armas nucleares (bombas atómicas) antes de que la Alemania nazi pudiera hacerlo.
Cómo fue el experimento que confirmó los hallazgos de hace casi un siglo
Investigadores del Laboratorio de Aceleradores de las Universidades del Triángulo en Carolina del Norte, en colaboración con físicos de la Universidad de Duke, han logrado replicar un histórico experimento de fusión que data de 1938. El estudio, que buscaba verificar hallazgos iniciales sobre reacciones de fusión con deuterones de baja energía, utilizó un acelerador Tandem para recrear las condiciones originales con la mayor precisión posible.
Para el experimento, se generó un haz de deuterones (núcleos de deuterio) de baja energía dirigido a un blanco de ácido fosfórico deuterado. La clave para la detección de la fusión fue el uso de un detector de neutrones diseñado para identificar los subproductos de esta reacción.
Los resultados obtenidos validaron la hipótesis original. Aunque la cantidad de neutrones producidos fue menor de lo que se había estimado en 1938, la reacción secundaria de fusión fue claramente observable. Esto confirma que el fenómeno descrito hace casi un siglo era real, si bien su magnitud fue sobrestimada debido a las limitaciones tecnológicas de aquella época.
"Por primera vez en un laboratorio de física nuclear de baja energía, logramos realizar un experimento de fusión DT como reacción secundaria", explicó Werner Tornow, uno de los científicos responsables del proyecto. A diferencia de las complejas instalaciones de confinamiento inercial, como el National Ignition Facility, este método permitió a los investigadores explorar la fusión en un ambiente mucho más controlado y a menor escala.
