25/Oct/08

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Los secretos existentes dentro de los planetas pavimentan el camino para una energía más limpia

La investigación que ha suministrado un conocimiento más profundo del centro de los planetas también podría proveer el camino en la búsqueda del mundo de una energía más limpia

Ajustando la óptica en el objetivo del área este de los Vulcan Lasers.

Un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Oxford, y trabajando junto a investigadores de las instalaciones centrales de láser del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC), ha adquirido una visión más nueva y más profunda de la materia caliente y densa que se encuentra en el centro de planetas y como resultado ha proporcionado un conocimiento adicional de la fusión termonuclear controlada. El artículo completo sobre esta investigación ha sido publicado el 19 de octubre en la revista científica, Nature Physics.

Esta nueva y más profunda visión dentro de los planetas podría ampliar nuestra comprensión de la energía de fusión -la misma que hace funcionar al Sol- y la fusión provocada por láser como una futura fuente de energía. La energía de fusión es ampliamente considerada una fuente de poder atractiva y limpia que usa el agua de mar como su fuente principal de combustible, donde no se produce ningún gas de invernadero ni residuos radiactivos de larga vida.

Usando el láser Vulcan de STFC, el equipo ha usado un intenso haz de rayos-X para identificar y reproducir exitosamente las condiciones encontradas dentro del núcleo de los planetas, donde la materia sólida está a más de 50.000 grados. La comprensión del complejo estado de la materia en estas condiciones extremas representa uno de los grandes desafíos de la física contemporánea. Los resultados de los experimentos Vulcan están dirigidos a mejorar nuestros modelos de Júpiter y Saturno, y obtener mejores restricciones sobre su composición y sobre la edad del Sistema Solar.

Usando mediciones dispersas de rayos-X inelásticos sobre una muestra de litio comprimida, se mostró cómo se pueden diagnosticar los estados de la materia caliente y densa, y obtener las propiedades estructurales. Las propiedades termodinámicas, temperatura, densidad y estado de ionización, fueron todas medidas usando una combinación de diagnósticos con rayos-X no invasivos y de gran precisión, y avanzadas simulaciones numéricas. El experimento ha revelado que la materia en el centro de los planetas está en un estado intermedio entre un sólido y un gas, sobre longitudes mayores que 0,3 nanómetros. Para ponerlo en contexto, 1 nanómetro en menor a una diez milésima de un pelo humano. Los resultados mostraron que la materia extrema funcionaba como un líquido cargado, pero que en distancias más pequeñas actúa más como un gas.

Poniendo una muestra en el objetivo del área este del Vulcan Lasers.

El Dr. Gianluca Gregori, de la Universidad de Oxford y la instalación de rayo láser central de STFC dijo: "El estudio de los estados de la materia caliente y densa, en este experimento sobre litio, muestra las aplicaciones prácticas para la fusión termonuclear controlada, y también representa una significativa comprensión relacionada con los ambientes astrofísicos encontrados en el núcleo de los planetas y en las cortezas de las estrellas viejas. Esta investigación, por lo tanto, hace posible no sólo formular modelos más exactos de la dinámica planetaria, sino que también amplía nuestra comprensión de la fusión termonuclear controlada donde esos estados de la materia, que es líquido y gas, deben ser cruzados para iniciar las reacciones de fusión. Este trabajo amplía nuestro conocimiento de los complejos sistemas de partículas donde las leyes que regulan su movimiento son clásicas y de la mecánica cuántica".

El profesor Mike Dunne, director de la instalación de rayo láser central STFC dijo: "Usar un láser de gran potencia para encontrar soluciones a los asuntos astrofísicos es una área que ha estado muy activa en STFC durante algún tiempo. Estamos muy excitados porque el láser Vulcan ha contribuido en esa significativa porción de investigación. Se está comprobando que usar un láser extremadamente poderoso es un enfoque particularmente efectivo para encontrar soluciones a largo plazo para una energía libre de carbono".

Fuente: SciTech. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard