Um tipo de fusão nuclear melhor que a energia nuclear

Para reduzir as emissões que alimentam as mudanças climáticas e desenvolver formas mais eficientes de geração de energia, ao mesmo tempo que se concentram na linha inferior, os governos e as instituições privadas em todo o mundo estão voltando para a energia renovável. E enquanto a energia solar e eólica avançar e se tornar mais amplamente aceita, os cientistas continuam a explorar a possibilidade de estabilizar a fusão nuclear como uma fonte de energia verdadeiramente renovável que supera as opções atuais.

Mas e se houver uma fonte ainda melhor de energia que também seja potencialmente menos volátil do que a fusão nuclear? Esta possibilidade é o que pesquisadores da Universidade de Tel Aviv e da Universidade de Chicago propuseram em um novo estudo publicado na revista Nature.

Esta nova fonte de energia, de acordo com pesquisadores Marek Karliner e Jonathan Rosner, vem da fusão de partículas subatômicas conhecidas como quarks. Essas partículas geralmente são produzidas como resultado de choque de átomos que se movem a altas velocidades dentro do Large Hadron Collider (LHC) , onde essas partes componentes se separam de seus átomos originais. Isso não pára por aí, no entanto, como esses quarks dissociados também tendem a colidir uns com os outros e se fundem em partículas chamadas bárions.

É essa fusão de quarks com a qual Karliner e Rosner se concentraram, pois descobriram que essa fusão é capaz de produzir energia ainda maior do que o produzido na fusão de hidrogênio. Em particular, eles estudaram como os quarks fundidos se configuram no que é chamado de baryon duplamente charmado. Os quarks de fusão exigem 130 MeV para se tornarem bariões duplamente encantados, o que, por sua vez, libera energia que é 12 MeV mais energia. Transformando seus cálculos em quarks inferiores mais pesados, que precisam de 230 MeV para se fundir, eles descobriram que um baryon resultante poderia produzir aproximadamente 138 MeV de energia líquida – cerca de oito vezes mais do que a liberação de hidrogênio se liberta.

energia nuclear "quark fusion" produz oito vezes mais energia do que a fusão nuclear
A fusão Quark pode ser uma parte essencial da produção de energia. Crédito de Imagem: Natureza (2017)

Menos nuclear que a nuclear

Karliner e Rosner inicialmente hesitaram em publicar suas descobertas, em parte porque ficaram surpresas com elas, mas principalmente porque a fusão de hidrogênio é o que impulsiona as bombas de hidrogênio. No entanto, seus temores de que essa fusão de quark pudesse ser armada logo desapareceram ao perceberem em experiências subseqüentes que os quarks existem apenas por cerca de um segundo pico. Isso é muito curto para criar uma reação em cadeia para desencadear mais bártones, já que os quarks rapidamente se deterioram em “quarks” menos voláteis e mais leves.
No entanto, é essa propriedade que também torna essa “fusão de quark” ainda amplamente teórica. “Sugerimos algumas configurações experimentais nas quais a natureza altamente exotérmica da fusão de duas bárions de quark pesado pode se manifestar”, escreveram os pesquisadores no resumo de seus trabalhos. “No presente, no entanto, as vidas muito curtas do fundo pesado e quarks de charme impedem qualquer aplicação prática de tais reações”.

Enquanto a equipe ainda não funde os quarks inferiores, o que eles argumentam é tecnicamente possível usando o LHC, seu estudo apresenta outra fonte potencialmente renovável de energia – uma que pode ser mais poderosa do que qualquer outra que esteja atualmente disponível. Com a teoria amplamente comprovada, agora é apenas uma questão de desenvolver a tecnologia que poderia transformar a fusão de quark em uma realidade.