Fyzici z Los Alamos National Laboratory v spolupráci s odborníkmi z Duke University znovu oživili dôležitý, no takmer zabudnutý pokus z dejín fyziky. Ide o prvé experimentálne pozorovanie deutériovo-trítiovej fúzie, známej aj ako DT fúzia. Tento proces je dnes jadrom snáh o využitie fúzie pre energetiku aj pre obranné technológie.

Výskumníci potvrdili význam práce amerického fyzika Arthura Ruhliga z roku 1938. Práve on prvý predpokladal, že pri dostatočne blízkom kontakte deutéria a trícia vzniká fúzna reakcia s veľmi vysokou pravdepodobnosťou. Na tému upozornil portál Phys.

„Ruhligov prínos spočíval v tom, že intuitívne pochopil obrovský potenciál deutériovo-trítiovej fúzie. Náš experiment potvrdil, že jeho závery boli v zásade správne,“ uviedol Mark Chadwick, zástupca riaditeľa Los Alamos National Laboratory pre vedu, výpočty a teóriu.

Ako tím opäť overil Ruhligove výsledky

Chadwick a jeho kolegovia sa začali zaujímať o pôvod tejto kľúčovej myšlienky, keď pripravovali prehľad dejín výskumu jadrovej fúzie. V archívoch narazili na nahrávku z roku 1986, v ktorej fyzik Emil Konopinski vysvetľuje, že pri rozhodovaní o výbere najvhodnejšej fúznej reakcie pre Manhattan Project čerpal z takzvaného „predvojnového výskumu“.

Midjourney/Úprava redakcie

Ďalšie pátranie v starých číslach časopisu Physical Review odhalilo Ruhligov článok z roku 1938. V ňom autor popisuje, že počas pokusu s deutériom a lúčom deutónov pozoroval nečakane energetické protóny. Predpokladal, že vznikli práve sekundárnou DT fúziou. Aj keď jeho práca zostala málo citovaná, zdá sa, že v pamäti fyzikov zanechala stopu.

Výskumníci z Los Alamos sa preto rozhodli experiment zopakovať s modernými prístrojmi a presnou metodikou. V spolupráci s laboratóriom Triangle Universities Nuclear Laboratory použili tandemový urýchľovač na generovanie lúča deutónov a opäť nasmerovali lúč na cieľ vytvorený z deutérium obsahujúcej kyseliny fosforečnej. Detektory zachytili neutróny a ďalšie produkty sekundárnych reakcií.

„Na rozdiel od veľkých projektov, ako je National Ignition Facility, sme mohli v podmienkach nízkoenergetickej jadrovej fyziky overiť DT fúziu ako vedľajšiu reakciu po interakcii deutéria s deutériom,“ vysvetlil Werner Tornow z Duke University.

Význam pre dnešný výskum a odkaz Arthura Ruhliga

Analýza výsledkov potvrdila, že Ruhlig skutočne pozoroval sekundárnu fúziu, aj keď podľa moderných meraní zrejme nadhodnotil množstvo vznikajúcich produktov. Tím uviedol, že napriek nepresnostiam jeho odhadov bol záver o „výnimočne pravdepodobnej“ DT fúzii úplne oprávnený.

OST/Midjourney/Úprava redakcie

„Aj keď naše výsledky ukázali menší pomer produktov fúzie, jeho postreh bol kvalitatívne správny. Sme hrdí, že sme mohli opäť vyzdvihnúť Arthura Ruhliga ako dôležitú osobnosť dejín fyziky,“ dodal Chadwick.

Arthur Ruhlig počas kariéry prispel k viacerým oblastiam výskumu – od rádiácie až po elektroniku. V roku 1951 sa podieľal na operácii Greenhouse, počas ktorej sa prvýkrát testovalo termonukleárne zapaľovanie. Zomrel v roku 2003, no jeho objav dnes pomáha pri rozvoji pokročilých fúznych technológií aj energetických projektov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky