Η επιστημονική έρευνα βρίσκεται συχνά στην αιχμή της ανθρώπινης προσπάθειας να αναδημιουργήσει στο εργαστήριο τις πιο ακραίες συνθήκες του Σύμπαντος. Από τις εξωφρενικές θερμοκρασίες που απαιτούνται για την πυρηνική σύντηξη μέχρι τις συνθλιπτικές πιέσεις που επικρατούν στους πυρήνες των πλανητών, η κατανόηση και αξιοποίηση αυτών των δυνάμεων αποτελεί το κλειδί για την πρόοδο σε πολλούς τεχνολογικούς τομείς. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, μια σημαντική πρόοδος καταγράφεται στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα, όπου Ιάπωνες ερευνητές φαίνεται πως ανακάλυψαν έναν νέο τρόπο παραγωγής μαγνητικών πεδίων τεράστιας ισχύος, σε κλίμακες που έως σήμερα θεωρούνταν ανέφικτες.
Η ερευνητική ομάδα, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Masakatsu Murakami, ανέπτυξε μια τεχνική με την ονομασία "bladed microtube implosion" ή BMI. Αν και η μεθοδολογία αυτή βασίζεται προς το παρόν σε προχωρημένες υπολογιστικές προσομοιώσεις, η αρχή λειτουργίας της ξεχωρίζει για την απλότητα και την αποτελεσματικότητά της. Ο πυρήνας της ιδέας αφορά την έκθεση ενός μικροσκοπικού μεταλλικού κυλίνδρου, ο οποίος διαθέτει εσωτερικές επιφάνειες χαραγμένες με μικρο-δομές που θυμίζουν λεπίδες, σε εξαιρετικά ισχυρούς παλμούς laser. Οι παλμοί αυτοί προκαλούν απότομη θέρμανση και πίεση, οδηγώντας τον κύλινδρο σε κατάρρευση (implosion).
Κατά την ταχύτατη αυτή διαδικασία, οι εσωτερικές "λεπίδες" του κυλίνδρου αναγκάζουν το υλικό, που έχει μετατραπεί σε υπέρθερμο πλάσμα, να περιστρέφεται με μεγάλη ταχύτητα. Αυτό το στροβιλιζόμενο πλάσμα δημιουργεί ισχυρότατα ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία με τη σειρά τους παράγουν ένα μαγνητικό πεδίο τεράστιας έντασης, σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, η ισχύς του μπορεί να ξεπεράσει τα 500 kilotesla, πλησιάζοντας τις τιμές που συναντώνται μόνο σε ορισμένα αστρικά σώματα.
Το BMI ξεχωρίζει για δύο λόγους που καθιστούν την τεχνική δυνητικά επαναστατική. Πρώτον, σε αντίθεση με άλλες μεθόδους που βασίζονται στη συμπίεση ήδη υπαρχόντων μαγνητικών πεδίων, η συγκεκριμένη τεχνική παράγει το πεδίο από το μηδέν. Δημιουργείται έτσι ένας αυτοτροφοδοτούμενος μηχανισμός: το πλάσμα που περιστρέφεται παράγει το μαγνητικό πεδίο, το οποίο ενισχύει την περιστροφή του πλάσματος, εντείνοντας ακόμη περισσότερο το πεδίο.
Δεύτερον, ολόκληρη η διαδικασία μπορεί να εκτελεστεί σε σχετικά μικρές εγκαταστάσεις, κάτι που την καθιστά ιδιαίτερα προσβάσιμη σε περισσότερα ερευνητικά κέντρα. Αντί να απαιτούνται τεράστιες εθνικές υποδομές και εξοπλισμοί, όπως συμβαίνει σήμερα με τις πειραματικές εγκαταστάσεις σύντηξης, το BMI προσφέρει τη δυνατότητα να γίνουν αντίστοιχες δοκιμές σε πολύ πιο περιορισμένους χώρους.
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα μέχρι τώρα δεδομένα προέρχονται αποκλειστικά από προηγμένες προσομοιώσεις που εκτελέστηκαν στον υπερυπολογιστή SQUID του Πανεπιστημίου της Οσάκα. Ωστόσο, η ερευνητική ομάδα παραμένει αισιόδοξη ότι η μετάβαση από τη θεωρία στην πράξη είναι εφικτή με τη σημερινή τεχνολογία των laser. Όπως δηλώνουν οι επιστήμονες, ένα πραγματικό πείραμα για την επιβεβαίωση των προσομοιώσεων θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί στο άμεσο μέλλον.
Αν οι εργαστηριακές δοκιμές επιβεβαιώσουν τα θεωρητικά μοντέλα, η συγκεκριμένη τεχνολογία μπορεί να αποτελέσει ένα κρίσιμο βήμα προς την υλοποίηση της καθαρής ενέργειας σύντηξης. Επιπλέον, θα προσφέρει στους φυσικούς ένα νέο εργαλείο για να μελετήσουν φαινόμενα του Διαστήματος, όπως οι αστρικοί άνεμοι ή οι πίδακες ύλης που εκτοξεύονται από γαλαξιακούς πυρήνες, δημιουργώντας για πρώτη φορά συνθήκες του Διαστήματος μέσα σε ένα επίγειο εργαστήριο.
[via]
