Físicos descobriram um tipo de fusão tão explosiva que quase optaram por ocultar os seus resultados

Dois físicos descobriram um novo tipo de fusão que acontece entre quarks, a partícula elementar que constitui a matéria.

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Poderia ter sido o início de uma nova era subatômica. Mas, como eles exploraram a ideia que descobriram, existem limites para o seu potencial, que podemos ser decepcionados ou agradecidos por todos de uma só vez.

A descoberta desta forma altamente energética de fusão entre quarks vem com limites que o tornariam um candidato improvável para qualquer tipo de fonte de combustível no futuro. Mas que também significa que não a veremos se tornar a próxima geração de armas nucleares.

“Devo admitir que quando percebi que a reação era possível pela primeira vez, fiquei assustado”, diz Karliner disse ao Live Science.

Depois de se aprofundar nos estudos desta reação, os físicos perceberam que ela era limitada, e que isso era bom e ruim ao mesmo tempo. O lado bom é que pessoas ou governos mal-intencionados não poderiam utilizar a nova tecnologia para criar armas terríveis. O lado ruim é que provavelmente não vamos vê-la em uso para gerar energia limpa.

Por mais de um século, entendemos que as partículas que formam o núcleo de um átomo são mantidas coesa por uma impressionante quantidade de energia.

E ao separá-las, você liberaria uma parte dessa energia, e este processo se chama fissão, e é o que acontece nas bombas nucleares. Já ao uni-las liberaria ainda mais energia o que é chamado fusão, e isso é exatamente o que acontece no Sol.

Ambos processos têm aplicações benevolentes e ofensivos como fontes de energia e armas devastadoramente perigosas, de modo que Karliner e seu colega Jonathan L. Rosner não podem ser responsabilizados por terem se aproveitado para triplicar suas somas.

Em vez de rearranjar prótons e nêutrons, eles investigaram as partículas elementares que estão localizadas dentro deles – chamados quarks – e os organizaram de forma semelhante.

Há seis tipos (ou sabores) de quarks: up, down, strange, charm, bottom e top. Eles possuem várias propriedades, como a carga elétrica, a massa, a carga de cor e o spin. Eles nunca estão sozinhos, eles estão sempre se agrupando com outros quarks formando grupos chamados bárions.

O bárion Xi cc++, por exemplo, é formado por dois quarks charm e um quark up. Isso o torna muito mais pesado que os quarks up e down encontrados em prótons e nêutrons. A massa é importante porque a conversão de massa para energia é a origem da energia da fissão e fusão, então é possível perceber que este bárion é muito mais poderoso que prótons e nêutrons.

A conversão de massa em energia (obrigado, Einstein!) É de onde a fissão e o poder de fusão vêm, de modo a comparar a energia da energia atômica com esse novo processo subatômico nos dá uma sensação de quanto poder está à espreita.

Se tomarmos o deutério (um próton e um nêutron) e adicionar energia para esmagá-lo contra algum trítio (um próton mais dois nêutrons), ele irá fazer hélio (dois prótons e dois nêutrons). ‘’E esse último nêutron corre da cena do crime.’’

Para a sua melhor compreensão, nós obtemos 17,6 (MeV) megaelétrons-volts em uma bomba H.

Karliner e Letzter calcularam que a fusão dos quarks charm na recente descoberta do LHC liberaria 12 megaelétrons-volts. Não é ruim para duas partículas de itty-bitty.

Mas se estivéssemos usando outro par de quarks pesados? o quarks bottom, por exemplo? Isso se tornaria fantásticos 138 megaelétrons-volts.

Dada uma produção de energia tão impressionante, nossa primeira reação seria a alegria de uma nova maneira de produzir grandes quantidades de energia a partir de um pequeno punhado de materiais.

Mas, como se verifica, nenhum acontecerá.

Ao contrário dos átomos, o quarks botton não podem ser colocado dentro de um Balão de destilação para ser lançado contra um alvo.

Eles existem por um tempo tão curto que isso não seria possível. Sua existência, por enquanto, só pode acontecer em aceleradores quânticos por um picosegundo, ou um trilionésimo de segundo. Depois disso, eles se transformam em um quark muito mais leve e inofensivo.

Isso deixa as bombas de quark e unidades de fusão de quark para os autores de ficção científica e, felizmente, bem longe das mãos de nações terroristas.

Mas por enquanto lamentamos ou relaxamos, dependendo da sua perspectiva, essa é uma visão incrível da natureza da massa e da energia, e como as coisas sempre ficam mais estranhas na escala quântica. [ScienceAlert]

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