2023 Nature Ten People Out: Científices femenines d'encesa per fusió làser a la llista!

Avui, la revista científica internacional "Nature" (Nature) va anunciar la llista anual de 2023 de les deu millors figures científiques (Nature's 10) - aquesta llista està dissenyada per seleccionar-ne 10 en aquest any, tots els principals esdeveniments científics tenen un lloc en els personatges, la seva autoritat i Aquestes tasques han donat lloc a una sèrie de descobriments i avenços sorprenents.
A més de la notícia que capta els titulars que ChatGPT ha estat seleccionat com una de les 10 millors persones de l'any de Nature, val la pena assenyalar que una científica amb una forta connexió amb la indústria del làser també ha estat a la llista. Ella és - "encesa" de fusió làser - Annie Kritcher (Annie Kritcher).
Annie Kritcher, física i dissenyadora en cap de la National Ignition Facility dels EUA, diu que la fusió no és una qüestió de "si", sinó de "quan". Ella espera que els làsers tinguin un paper: "M'encantaria participar".
La raó central donada a Annie Kritcher a la llista 10 de Nature és que el físic va ajudar a NIF a produir reaccions nuclears una vegada vistes només en bombes d'hidrogen i estrelles. "Aquest físic va ajudar a realitzar el primer guany d'energia".
Aquí teniu més informació sobre ella a la llista de Nature:
La física Annie Kritcher entra a l'any 2023 amb un augment d'optimisme.
Fa unes setmanes, va ajudar a la National Ignition Facility (NIF) del Departament d'Energia dels EUA a assolir un objectiu que els laboratoris de tot el món no assoleixen durant dècades: pressionar els àtoms junts tan fortament que es sotmeten a la fusió nuclear, produint més energia que la reacció consumeix.
No obstant això, després d'arribar a aquesta fita experimental, coneguda com a "encesa", es va pressionar per tornar-ho a fer.
El National Ignition Facility (NIF) de 3.500 milions de dòlars del Laboratori Nacional Lawrence Livermore a Califòrnia va ser dissenyat originalment per enfortir la ciència de les armes nuclears. El seu progrés també podria ajudar a desenvolupar la fusió nuclear en una font d'energia segura, neta i pràcticament il·limitada, i els experiments d'èxit de la NIF l'any passat van agafar molts per sorpresa. L'experiment d'"encesa" va ser una dècada endarrerida, i alguns van començar a preocupar-se que l'objectiu estava simplement fora de l'abast. Com a dissenyador principal de l'experiment de fusió principal, Kritcher i el seu equip es van proposar immediatament per demostrar que NIF podia aconseguir l'encesa de manera fiable.
Sovint és difícil fer recerca d'alt nivell sense alts i baixos: l'equip va fer el seu primer intent de repetició al juny, amb mals resultats. "Es pot tornar boig i estic estressat". va dir Kritcher.
Bé, en el següent intent ho van aconseguir. El 30 de juliol, el làser 192-de feix de la instal·lació va lliurar 2,05 megajoules d'energia a partícules congelades dels isòtops d'hidrogen deuteri i triti suspesos en un cilindre d'or. La implosió resultant va fer que els isòtops alliberessin energia a mesura que es fusionaven en heli, produint temperatures sis vegades més càlides que el nucli solar. Aquestes reaccions van produir un rècord de 3,88 megajoules d'energia de fusió.
Es necessiten altres instal·lacions per produir prou energia de fusió durant un període de temps més llarg, sobretot els reactors tokamak, que utilitzen camps magnètics potents per limitar les reaccions de fusió. Aquesta tecnologia va ser desenvolupada pel projecte ITER de 22.000 milions de dòlars, una col·laboració internacional. Tanmateix, fins a l'assoliment de NIF, cap laboratori havia produït mai una reacció de fusió amb una capacitat que superés el seu consum (és a dir, un "guany net").
Kritcher i el seu equip van seguir el seu èxit al juliol amb dos intents d'encesa més a l'octubre, tenint èxit en quatre de cada sis intents. S'estan preparant per a una major capacitat de "guany net" l'any vinent. En el procés, els científics del NIF han obert la porta a la investigació i han ajudat a alimentar una onada d'optimisme sobre el futur de l'energia de fusió.
NIF està dissenyat per ajudar els científics del govern a garantir la seguretat i la fiabilitat de l'arsenal nuclear dels EUA sense necessitat d'explosions de prova, però això no és el que inicialment va atraure Kritcher al laboratori. va començar a investigar l'energia de fusió durant unes pràctiques d'estiu a Livermore l'any 2004, i ràpidament va posar la mirada en NIF com un dels pocs llocs de la terra on s'estudien les reaccions de fusió, abans de començar els seus estudis de postgrau. un dels pocs llocs del planeta per estudiar les reaccions de fusió.
Es va incorporar a NIF el 2012 i es va convertir en la dissenyadora principal el 2016. Des de llavors, ha liderat un equip que analitza dades experimentals i utilitza models informàtics per dissenyar experiments dirigits a aconseguir i augmentar els rendiments de fusió ajustant paràmetres com la mida i la configuració dels objectius. i l'energia i el temps de diversos raigs làser. Un cop el seu equip completa el disseny, l'equip experimental del laboratori s'encarrega de disparar els làsers i recollir dades.
Roger Falcone, físic de la Universitat de Califòrnia, Berkeley, diu: "Anne és una excel·lent estudiant que es dedica a la seva feina". Va començar a treballar amb Kritcher quan era una estudiant de postgrau i va continuar amb els seus primers treballs a NIF. Durant aquest temps, va dir, va demostrar la seva habilitat en el disseny d'experiments làser dissenyats per provar com es comporten els materials quan es comprimeixen a temperatures i pressions extremes.
Aquestes habilitats van posar Kritcher al centre del programa de fusió el 2016. Aleshores, els rendiments energètics dels experiments de fusió s'havien estancat i el científic en cap de NIF, Omar Hurricane, volia obrir un nou camí. I Kritcher va fer un pas endavant amb idees que Hurricane diu: "Ella estava plena". A partir d'aquí, es va convertir en una de les dissenyadores principals de NIF.
Kritcher i el seu equip van passar els propers anys analitzant dades i fent ajustos de disseny als resultats dels principals experiments de NIF. A més de fer diversos canvis a l'objectiu, van poder utilitzar les millores per augmentar l'energia làser global disponible. Com a resultat, van aconseguir la fusió amb una regularitat creixent.
Amb un objectiu d'encesa formal al seu lloc, Kritcher va començar a treballar en una nova sèrie d'experiments destinats a augmentar de nou el rendiment alimentant més energia làser a una càpsula objectiu més gruixuda. Això podria representar un pas més en l'objectiu de NIF d'aconseguir rendiments en les desenes de terajoules i més enllà.
A la llarga, creu que amb algunes millores, la instal·lació podrà assolir els seus objectius i augmentar els rendiments en un ordre de magnitud, cosa que permetrà als científics començar a treballar en un prototip de reactor d'energia de fusió làser. No es tracta de "si" arribarà l'energia de fusió, va dir, sinó de "quan" i espera que el làser funcioni.
"Crec que és una gran possibilitat", va dir, "i m'encantaria participar".