Reportaje:FÍSICA | Plasma

Burbujas que se calientan más que las estrellas

Cuando unas ondas acústicas hacen implosionar burbujas minúsculas dentro de un líquido a temperatura ambiente, la superficie de la burbuja puede alcanzar los 14.000 grados centígrados, el doble de la temperatura de la superficie del Sol. El centro de la burbuja puede incluso estar más caliente. Los científicos que han hecho el experimento (de la Universidad de Illinois, EE UU) no quieren especular acerca de cuánto se calienta realmente la burbuja por dentro, pero aseguran que han logrado crear plasma, el estado de la materia en que algunos electrones resultan arrancados de los átomos.

"Esta es la primera prueba concluyente de la existencia de plasma" en este tipo de implosión de burbujas, afirma uno de los investigadores, Keneth S. Suslick. El descubrimiento sustenta la intrigante idea de que sería posible comprimir las burbujas tan violentamente que sus moléculas de vapor se calentasen hasta temperaturas de varios millones de grados. El fenómeno de la implosión de burbujas, denominado sonoluminiscencia porque emite un destello de luz al colapsar la burbuja, se ha estudiado cada vez más desde que se descubrió en 1934.

Según algún cálculo, algunos electrones alcanzan más de 140.000 grados

Más información

En 2002, unos científicos que hicieron un experimento en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE UU) incluso afirmaron haber usado la técnica para fusionar átomos de hidrógeno y crear helio, el proceso de fusión nuclear que hace brillar las estrellas. En el experimento no se midió la temperatura de la burbuja, sino que se detectaron los subproductos de la fusión.

Los científicos de Oak Ridge explicaron que cada ráfaga generó sólo una minúscula cantidad de energía, pero especulaban que igual podría desarrollarse este enfoque como fuente de energía. La mayoría de los investigadores se mostraron escépticos al respecto porque el experimento no se había logrado reproducir en otro laboratorio, pero poco a poco el concepto pareció más plausible.

Los últimos resultados, presentados recientemente en la revista Nature, no muestran indicios de fusión. Pero Suslick y David J. Flannigan aportan indicios sugerentes de que estas burbujas pueden alcanzar temperaturas suficientemente altas para que se produzca fusión.

En el experimento, ellos crearon una única burbuja en un recipiente de ácido sulfúrico y observaron cómo las ondas acústicas por encima de los 18.000 ciclos por segundos producían resonancia en el líquido, haciendo que las burbujas crecieran y colapsaran una y otra vez. El ácido sulfúrico tiene una presión de vapor inferior a la del agua -que se había utilizado en la mayoría de los experimentos previos de sonoluminiscencia- haciendo que la burbuja colapse más rápidamente y produzca destellos 3.000 veces más brillantes que los observados en ensayos anteriores.

El ácido sulfúrico contenía trazas de argon, que emite luz de colores específicos al colapsar la burbuja y esto permitió que los investigadores determinaran la temperatura. Suslick y Flannigan también detectaron colores indicadores de átomos que perdían algunos de sus electrones, formando plasma, estado de la materia que es un requisito para que se produzca la fusión nuclear.

"Creo que es un avance significativo", dice Lawrence A. Crum (Universidad de Washington). Para formar algunos átomos cargados como los observados en el experimento de Illinois, explica este experto, al menos algunos electrones arrancados del centro de la burbuja tendrían una temperatura efectiva superior a 140.000 grados centígrados.

Suslick está de acuerdo: algunos electrones alcanzarían tal energía, pero afirma que la temperatura global -la media de energía de todos los electrones- podría no haber sido tan alta. Su hallazgo, añade, no demuestra o contradice los resultados del controvertido experimento de Oak Ridge, que se hizo de modo muy diferente, con acetona, que tiene una presión del vapor superior, y con ondas acústicas mucho más fuertes. "¿Conducirá ésto a generadores de fusión de sobremesa?", se plantea Suslick. "Por ahora no puedo contestar sí o no".

El único intento conocido de reproducir el experimento de Oak Ridge fue realizado por Seth Putterman (Universidad de California en Los Angeles) con una inusual financiación: 70.000 dólares que pagó la cadena de televisión BBC para incluirlo en su serie Horizonte. Pero el experimento no mostró indicios de neutrones generados por fusión.

Rusi P. Taleyarkhan, líder del experimento de Oak Ridge, explica que hubo diferencias notables entre su configuración experimental, con un coste próximo al millón de dólares, y la de Putterman. Éste afirma que el Departamento de Defensa planea invertir 800.000 dólares para diferentes grupos, en un esfuerzo importante por repetir el experimento original.

© The New York Times

Colapso de burbujas bajo el efecto de los ultrasonidos.
Colapso de burbujas bajo el efecto de los ultrasonidos.FLANNIFAN / SUSLICK

* Este artículo apareció en la edición impresa del martes, 12 de abril de 2005.

Archivado En:

Te puede interesar

Lo más visto en...

Top 50