Fusión en frío

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Se sabe que la fusión nuclear actualmente más desarrollada e investigada es la que une los isótopos de hidrógeno (tritio y deuterio) a través de altas temperaturas (cien millones de grados celsius). Esta es la llamada fusión en caliente. La fusión en frío es el nombre genérico dado a cualquier reacción nuclear de fusión producida a temperaturas y presiones cercanas a las condiciones ambiente ordinarias utilizando equipamiento de relativamente bajo coste y un reducido consumo eléctrico para generarla.[1]

El jueves 23 de marzo de 1989, los químicos Stanley Pons y Martin Fleischmann celebraron una conferencia de prensa en la Universidad de Utah que fue ampliamente cubierta por los programas nacionales de noticias de la noche. Ambos anunciaron que habían descubierto un método para producir la fusión nuclear utilizando un equipo sencillo a temperatura ambiente. El término "fusión en frío" fue acuñado inmediatamente para describir este fenómeno. En los próximos años cundió gran controversia sobre si la fusión en frío era real o ilusoria. La historia de la controversia se ha examinado en detalle en tres libros. De los tres, el de Gary Taubes (Bad Science: The Short Life and Weird Times of Cold Fusion) es probablemente el más completo.

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La fusión nuclear se produce cuando los núcleos atómicos se ponen tan juntos que se pegan entre sí. La masa de los núcleos juntos es menor que la de los núcleos individuales separados. La masa "extra" se convierte en energía, con la cantidad de energía determinada por la famosa ecuación de Einstein E=mc2, donde E es la energía, m es la masa, y c es la velocidad de la luz. Dado que c2 es un número enorme, incluso una masa muy pequeña, tal como la de los núcleos atómicos, dará lugar a la liberación de una gran cantidad de energía.

Si esto era todo lo que se requería, la fusión sería fácil. Sin embargo, con el fin de obtener los núcleos atómicos en realidad lo suficientemente cerca para fusionarse, la fuerza de repulsión natural que existe entre los núcleos cuando se ponen juntos debe ser superada. Esto se lleva a cabo con una enorme cantidad de energía. El método convencional de lograr la fusión consiste en utilizar calor del orden de cientos de millones de grados centígrados para acelerar suficientemente los núcleos de manera que se superen las fuerzas de repulsión. Huelga decir que esto es difícil y caro. Aún así, ya que la fusión sería una fuente relativamente limpia de energía (que produce muy poco de los residuos radiactivos de la fisión nuclear), ha sido objeto de considerables fondos de investigación. Dada la naturaleza limpia de la energía de fusión y el gran costo de obtenerla mediante los métodos convencionales sobrecalentados, uno puede entender lo atractivo que sería un método para obtener este tipo de energía utilizando un aparato barato a temperatura ambiente. Esto es exactamente lo que afirmaron Pons y Fleischmann haber hecho en su conferencia de prensa.[1]

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La conferencia de prensa de inmediato levantó sospechas por parte de muchos científicos. La forma absolutamente estándar para anunciar un nuevo resultado científico es primero publicarlo en una revista científica profesional en el campo correspondiente. Antes de que un artículo pueda ser publicado en una revista, es revisado, por lo general cuidadosamente, por otros científicos que son expertos en el área de investigación mostrado en el artículo o estudio. Estos expertos señalan los defectos en el artículo en cuanto a la metodología, el análisis estadístico, la cita de la literatura científica relevante, y similares. Sólo después de que un documento ha pasado por este tipo de escrutinio, llamado revisión por pares, será aceptado y finalmente publicado. La revisión por pares es muy importante, pero ciertamente no es infalible, es guardia contra la publicación de resultados de errores científicos y experimentos defectuosos. El tiempo de celebrar una conferencia de prensa es después de que el trabajo hecho ha sido publicado y, por lo general, se considera poco ético "salir de la caja" con los resultados antes de su publicación, por no hablar de antes incluso de presentar un documento a una revista como habían hecho Pons y Fleischmann.

¿Qué fue lo que hizo que Pons y Fleischmann dieran su conferencia de prensa argumentando que habían logrado la fusión en frío? Había dos medidas que los llevaron a la conclusión de que la fusión estaba siendo lograda en sus "celdillas", que en realidad eran poco más que grandes jarras que contenían electrodos de paladio o platino en un baño de agua pesada (D2O). Una era el calor. Se alegó que las celdillas producen más calor de lo que cabría esperar si no hay fusión produciéndose. La otra medida eran los rayos gamma. La fusión produce rayos gamma y Pons y Fleischmann afirmaron haber encontrado tales rayos gamma provenientes de sus celdillas de fusión. Uno podría pensar que se trata de un asunto fácil medir estas dos variables, especialmente el calor. Ambas variables requieren una medición muy sensible que requiere mucha experiencia técnica. Los científicos con experiencia real en la medición de estas dos variables, en las condiciones en que Pons y Fleischmann operaban, son los físicos nucleares.

Pons y Fleischmann, como los químicos que son, tenían relativamente poca experiencia con este tipo de mediciones. Trabajar fuera de la propia área de especialización puede ser peligroso, porque es probable que uno sea menos conscientes de las sutilezas y las trampas de la experimentación y la medición en un campo en el que uno no es experto. La historia de la parapsicología, por ejemplo, está llena de científicos respetados en sus propios campos que se avergonzaron al cometer el error de asumir, incorrectamente, que también eran expertos en otras áreas de la experimentación.

La falta de familiaridad de Pons y Fleischmann con la medición de rayos gamma es un ejemplo notable de cómo se equivocaron. La fusión debe resultar en rayos gamma con una energía de 2,224 KeV (miles de electrovoltios). Pons y Fleischmann afirmaron que midieron los rayos gamma emitidos por sus celdillas de fusión en frío, pero en los medios y en las conversaciones científicas que dieron, informaron que los rayos gamma tenían una energía de aproximadamente 2,500 KeV. Se trataba de una discrepancia importante, pero Pons y Fleischmann no estaban conscientes de ello. En general, los químicos no detectaron el problema, pero los físicos sí.

Los informes iniciales de los rayos gamma en 2,500 KeV se hicieron antes de que Pons y Fleischmann publicaran el primer informe de sus hallazgos. El problema, sin duda, hubiera sido señalado antes de la publicación de su artículo. Cuando su artículo apareció en impresión, una cosa increíble había sucedido. El artículo informó rayos gamma en 2,224 keV, y el indicios de que se habían detectado rayos gamma en 2,500 KeV desapareció. Otros cambios en los datos ocurrieron entre las presentaciones orales y a los medios y el trabajo publicado. Las razones de estos cambios no son claras, pero difícil de interpretarlas caritativamente.

Un segundo factor que hizo que los científicos sospecharan de las afirmaciones de Pons y Fleischmann está en que la conferencia de prensa fue hecha como si las pretensiones de la fusión en frío fueran ciertas, ya que, si así fuera, varias leyes básicas de la física habrían estado en peligro. Recordando que "las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias", obviamente iba a necesitarse mucho más que simples afirmaciones sin fundamento publicados como para convencer a los científicos de que la fusión en frío se había demostrado. Sin embargo, puesto que el aparato utilizado era relativamente sencillo y estaba visible en el fondo de un video mostrado en la conferencia de prensa, y dado que Pons y Fleischmann dieron una descripción general de su método básico, no pasó ni un año entes de que numerosos laboratorios de todo el mundo trataran de replicar los resultados.

Cuando hay grupos de investigadores que intentan replicar un nuevo hallazgo, incluso si ese hallazgo es artificioso, algunos tendrán "éxito" en la replicación, mientras que otros fracasarán. Los éxitos aparentes pueden deberse a diversos tipos de errores de experimentación. En la atmósfera caliente de los primeros meses siguientes después de la conferencia de Pons y Fleischmann, fueron las repeticiones supuestamente exitosas las que recibieron la mayor parte de la atención, tanto por parte de los medios de comunicación populares y de Pons y Fleischmann, que tendían a descartar los fracasos como debidos a "no hacer las cosas bien." Por desgracia, no pudieron ser explícitos acerca de lo que ellos entendían acerca de "hacer las cosas bien" en cuanto a la metodología exacta. A medida que pasaba el tiempo, se estableció que las repeticiones aparentemente exitosas se debían a diversas fuentes de errores, algunos de ellos bastante sutiles. Cuando se eliminaron estas fuentes de error, también lo fue evidencia de la fusión en frío. Close analizó muchas de estas repeticiones y muestra los errores que engañaron a los investigadores a pensar que habían obtenido fusión.[2]

Un laboratorio en particular parecía ser especialmente capaz de replicar los hallazgos de Pons y Fleischmann sobre exceso de calor de la fusión en sus celdillas -y de encontrar tritio también. La teoría física estándar requiere que el tritio se produzca como resultado de la fusión. Pons y Fleischmann nunca reportaron haber encontrado tritio; aunque el tritio, así como el calor, fue reportado en las cedillas de fusión en frío del laboratorio de John Bockris en la Universidad de A & M, en Texas. El hallazgo combinado de tritio y calor se consideró como un fuerte apoyo a la realidad de la fusión en frío. Por desgracia, el tritio apareció esporádicamente y, al igual que con otros hallazgos de fusión en frío, no pudo ser reproducido. El patrón real de la aparición de tritio sugirió la posibilidad de que de manera fraudulenta estaba siendo añadido a algunas cedillas de fusión en frío.

El hallazgo de exceso de calor en las células de fusión en el laboratorio de Bockris tiene una explicación muy interesante. Es un ejemplo perfecto de cómo el desprecio por las reglas básicas de la evidencia científica mantuvo el debate de la fusión en frío en marcha. Incluso en la ausencia total de la fusión en frío, a veces una celdilla de fusión en frío se pondría más caliente de lo esperado, mientras que otras podrían correr un poco más frías. Es decir, difícilmente cada celdilla estaría exactamente a la misma temperatura. La temperatura de las celdillas tomadas como grupo podría variar en torno a algunos promedios. Las celdillas que corren más frías de lo esperado eran resultados negativos, y Bockris no estaba interesado en resultados negativos, y dijo que "se pueden obtener sin habilidad y experiencia".[3] Tales resultados negativos eran simplemente arrojados en un cajón y no se consideraron. Cuando una celdilla estaba ligeramente más caliente de lo esperado, esto fue tomado como evidencia de la fusión en frío.

Los rayos N y el agua polimerizada fallecieron de muertes bastante tranquilas una vez que la comunidad científica se dio cuenta de la naturaleza de las fallas en los experimentos que parecían apoyar estos fenómenos. Y tampoco tuvieron una sarta de fanáticos entre el público en general. Pero ese no es el caso con la fusión en frío. Deshonrado a los ojos de la comunidad científica, Pons dejó el mundo académico y en 1992 se fue a trabajar para una empresa industrial privada todavía en busca de evidencia de la fusión en frío.

El Ministerio de Comercio e Industria de Japón continuó apoyando el trabajo de la fusión en frío durante unos años a mediados de la década de 1990. Pero la atención que los medios de comunicación dieron a la quimera de la fusión en frío asegura que vivirá por siempre, con el apoyo de un pequeño grupo de verdaderos creyentes que siempre insisten en que la prueba definitiva de la fusión en frío está a la vuelta de la esquina, y que solo falta por diseñar un experimentos más crucial. Un experimento que aún no tiene diseñador.

Véase también

Referencias y ligas externas

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  1. 1,0 1,1 Hines, Terence. Pseudoscience and the Paranormal. 2nd ed. Amherst, NY: Prometheus, 2003.
  2. Close, F. 1991. Too Hot to Handle: The Race for Cold Fusion. Princeton, N.J.: Princeton University Press.
  3. Taubes, G. 1993. Bad Science: The Short Life and Weird Times of Cold Fusion. New York: Random House.
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