Uma equipa de investigadores descobriu um método inovador que promete reduzir drasticamente as exigências térmicas para alcançar a fusão nuclear controlada, utilizando tecnologia laser de última geração.
A superação da barreira de Coulomb com lasers infravermelhos
Historicamente, a comunidade científica acreditava que apenas lasers de alta energia, como os raios-X, seriam capazes de forçar a união de núcleos atómicos. Contudo, este novo estudo revela uma realidade paradoxal: os lasers de baixa frequência, nomeadamente os de estado sólido no espectro infravermelho próximo, revelaram-se muito mais eficazes no processo de superação da “barreira de Coulomb” – a força elétrica que repele os núcleos entre si.
Segundo os especialistas, estes resultados contrariam as expectativas convencionais, demonstrando que a eficiência da fusão pode ser significativamente potenciada sob condições específicas de frequência luminosa.
A grande vantagem dos sistemas de baixa frequência reside na forma como os fotões interagem com a matéria. Enquanto um único fotão de raios-X transporta muita energia, os campos de laser de baixa frequência permitem uma interação simultânea de múltiplos fotões.
Durante a colisão, os núcleos conseguem absorver e emitir uma quantidade massiva destas partículas de menor energia. Este fenómeno alarga a distribuição da energia de colisão e aumenta drasticamente a probabilidade do “efeito túnel” quântico, permitindo que as partículas atravessem barreiras que, em circunstâncias normais, seriam intransponíveis.
Fusão nuclear: resultados exponenciais na reação de deutério e trítio
Os dados obtidos através da reação de Deutério-Trítio (D-T) são esclarecedores quanto ao potencial desta técnica. Em níveis de energia de colisão de 1 keV – onde a fusão é tradicionalmente considerada quase impossível – a aplicação de um laser de 1,55 eV transformou por completo o cenário.
Com uma intensidade de 5×10^21 W/cm², a eficiência do processo registou um aumento impressionante de nove ordens de magnitude. Na prática, este avanço torna a fusão a temperaturas relativamente baixas tão provável como aquela que ocorre a 10 keV sem qualquer auxílio tecnológico.
Este novo enquadramento teórico sugere que poderemos estar perante uma mudança de paradigma: a necessidade de aquecer o combustível a dezenas de milhões de graus Kelvin poderá ser atenuada se utilizarmos campos de laser intensos para auxiliar o processo de tunelamento.
Os investigadores sublinham que esta tecnologia não pretende substituir o calor, mas sim complementar os efeitos térmicos já conhecidos. A próxima etapa da investigação focará a transição destes modelos teóricos para ambientes de plasma reais, analisando como a energia se dissipa em cenários experimentais complexos.
Leia também: