Karakteriserende kold fusion i 2-D modeller

Fremskridt hen imod 'kold fusion, hvor nuklear fusion kan forekomme ved tæt på stuetemperaturer, har nu stået stille i årtier. Imidlertid, et stigende antal undersøgelser foreslår nu, at reaktionen lettere kan udløses gennem en mekanisme, der involverer muoner - elementarpartikler med samme ladning som elektroner, men med omkring 200 gange deres masse. Gennem en undersøgelse offentliggjort i EPJ D , forskere ledet af Francisco Caruso ved det brasilianske center for fysisk forskning har teoretisk vist, hvordan denne proces ville udfolde sig inden for 2-D-systemer, uden behov for tilnærmelser.

Holdets resultater kan føre til længe ventede fremskridt inden for kold fusion - hvilket er blevet foreslået som en effektiv, bæredygtig måde at høste store mængder energi på. Da muoner er så meget tungere end elektroner, de vil kredse langt tættere på atomkerner, når de fanges af brintatomer. Dette gør det muligt for kernerne at smelte sammen til helium langt lettere - hvorefter myonen frigives fra systemet. Imidlertid, da mængden af ​​frigivet energi er relativt lille, det har været udfordrende for teoretiske fysikere at foreslå et pålideligt grundlag for teknikken, begrænser dets fremskridt indtil videre.

Carusos team tog en anden tilgang i deres undersøgelse:denne gang, med fokus på at beregne de elementære processer involveret i muon-katalyseret fusion i 2-D. Forskerne sammenlignede derefter deres models adfærd med 3D-målinger, som afslørede, at 2-D processen er påvirket af væsentligt forskellige parametre. Mest slående, de viste, at fusion er 1 milliard gange større sandsynlighed for at forekomme mellem et muonisk par af tritiumatomer - en form for brint, der indeholder to ekstra neutroner i sin kerne - end tilfældet er for 3-D. Ved direkte at beregne disse sandsynligheder, i stedet for at estimere dem, holdets resultater kunne give værdifuld indsigt til fremtidige undersøgelser af kold fusion.