Đặc trưng cho phản ứng tổng hợp lạnh trong mô hình 2D

Tiến tới ‘phản ứng tổng hợp lạnh’, nơi phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể xảy ra ở nhiệt độ gần bằng nhiệt độ phòng, hiện đã bế tắc trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, ngày càng nhiều nghiên cứu đang đề xuất rằng phản ứng có thể được kích hoạt dễ dàng hơn thông qua một cơ chế liên quan đến các hạt muon – các hạt cơ bản có cùng điện tích với electron, nhưng có khối lượng gấp khoảng 200 lần khối lượng của chúng. Thông qua một nghiên cứu được công bố trên EPJ D , các nhà nghiên cứu do Francisco Caruso đứng đầu tại Trung tâm Nghiên cứu Vật lý Brazil đã chỉ ra về mặt lý thuyết quá trình này sẽ diễn ra như thế nào trong các hệ thống 2D mà không cần bất kỳ phép tính gần đúng nào.

Kết quả của nhóm nghiên cứu có thể dẫn đến những tiến bộ được mong đợi từ lâu trong lĩnh vực nhiệt hạch lạnh – vốn đã được đề xuất như một cách hiệu quả, bền vững để thu hoạch một lượng lớn năng lượng. Vì muon nặng hơn electron rất nhiều nên chúng sẽ quay quanh hạt nhân nguyên tử khi bị nguyên tử hydro bắt giữ. Điều này cho phép các hạt nhân hợp nhất thành heli dễ dàng hơn rất nhiều – sau đó muon được giải phóng khỏi hệ thống. Tuy nhiên, vì lượng năng lượng được giải phóng tương đối nhỏ, nên việc các nhà vật lý lý thuyết đưa ra một cơ sở đáng tin cậy cho kỹ thuật vẫn còn là một thách thức, hạn chế sự tiến bộ của nó cho đến nay.

Nhóm của Caruso đã thực hiện một cách tiếp cận khác trong nghiên cứu của họ: lần này, tập trung vào việc tính toán các quá trình cơ bản liên quan đến phản ứng tổng hợp có xúc tác muon ở dạng 2D. Sau đó, các nhà nghiên cứu so sánh hành vi của mô hình của họ với các phép đo 3D, điều này cho thấy rằng quá trình 2D bị ảnh hưởng bởi các thông số khác nhau đáng kể. Đáng chú ý nhất, họ đã chỉ ra rằng phản ứng tổng hợp có khả năng xảy ra giữa một cặp nguyên tử tritium gấp 1 tỷ lần – một dạng hydro chứa thêm hai neutron trong hạt nhân của nó – so với trường hợp của 3D. Bằng cách tính toán trực tiếp các xác suất này, thay vì ước tính chúng, phát hiện của nhóm có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị cho các nghiên cứu trong tương lai về phản ứng tổng hợp nguội.

Nguồn truyện:

Vật liệu do Springer cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.

Tham khảo Tạp chí :

1. Francisco Caruso, Amos Troper, Vitor Oguri, Felipe Silveira. Một mô hình bán đoạn nhiệt hai chiều cho phản ứng tổng hợp được xúc tác bởi muon trong các phân tử hydro ion . Tạp chí Vật lý Châu Âu D , 2020; 74 (12) DOI: 10.1140 / epjd / e2020-10479-6