Volume 4 - Capítulo 376

Capítulo 376: Sonda de Átomo de Hélio-3

Na vanguarda da física teórica, era comum lançar uma partícula em um sistema caótico imprevisível. Então, o sistema poderia ser observado indiretamente pelo movimento da partícula. Na verdade, a ideia da proposta experimental de Lu Zhou veio de seu trabalho anterior no CERN. O sistema inteiro de plasma poderia ser tratado como uma mesa de bilhar, onde uma tacada poderia indicar a posição das bolas.

Quanto à partícula que desempenharia o papel da "bola branca", não havia opção melhor que o hélio-3. Primeiro, seu diâmetro atômico era pequeno. Consistia em dois prótons e um nêutron, próximo à massa atômica do hélio-2, e sua estrutura nuclear era mais estável que a do hélio-2! Não só ele poderia evitar colisões multiatômicas indistinguíveis, mas também poderia atravessar o plasma com mais facilidade.

Para atingir a temperatura em que ocorre a reação de fusão entre o hélio-3 e o deutério — uma temperatura cem vezes maior que a do campo magnético — não havia opção melhor que o hélio-3!

Devido ao grande número de partículas no sistema de plasma, o efeito do átomo de hélio-3 em todo o sistema era insignificante. Afinal, lançar um átomo no sistema era muito melhor do que inserir uma sonda atômica!

O átomo de hélio-3 atravessava o plasma e colidia com as partículas do sistema. As ondas eletromagnéticas geradas na colisão funcionariam como "sons", que poderiam ser captados pelo dispositivo de observação. Usando esses dados, os parâmetros macroscópicos e microscópicos do sistema de plasma poderiam ser analisados. Após isso, o átomo de hélio-3 colidiria com o material-alvo, e os dados do impacto também seriam registrados.

Contanto que o átomo de hélio-3 colidisse com o sistema de plasma e os dados da onda eletromagnética gerada pela colisão e os dados do impacto no material-alvo pudessem ser coletados, Lu Zhou tinha confiança de que poderia analisar o sistema indiretamente usando métodos matemáticos.

Isso poderia ser colocado em uma analogia simples: se alguém estivesse medindo o índice de refração da água, estudar todo o sistema de água em si seria muito complicado. No entanto, estudar um único raio de luz injetado na água e observar a mudança no ângulo seria muito mais simples.

O experimento de Lu Zhou consistia em injetar a partícula de hélio-3 no sistema de plasma!

“… Só precisamos instalar um grande material-alvo em forma de palma na primeira parede do stellarator para capturar a partícula de hélio-3 emitida da pistola atômica, que pode ser gerada pela colisão de hélio-3 com átomos de trítio no ciclo de emissão. O sinal da onda eletromagnética e os dados do momento angular de impacto quando o hélio-3 final atingir o alvo podem ser registrados. Então, podemos analisar indiretamente o estado do plasma sob alta pressão e temperatura!”

“Não estou dizendo que não é possível”, disse o Professor Lazerson, olhando para Lu Zhou, “mas você tem certeza de que consegue processar os dados? Se lançarmos N partículas, então haverá N variáveis envolvidas! Também temos que considerar a perturbação do campo magnético no plasma…”

Com variáveis suficientes, mesmo um supercomputador não conseguiria calcular o modelo.

No entanto, Lu Zhou não ficou chocado com as palavras de Lazerson. Lu Zhou estava confiante e disse: “Tenho 90% de certeza de que isso vai funcionar.”

Embora construir um modelo matemático parecesse tedioso, não era nada que um supercomputador não pudesse resolver. Lu Zhou confiava em sua capacidade de construir modelos teóricos.

O Professor Lazerson hesitou um pouco e não conseguiu tomar uma decisão. Teoricamente, a ideia deveria funcionar. No entanto, a premissa era que Lu Zhou pudesse completar seu modelo teórico e que o átomo de hélio-3 produzisse ondas eletromagnéticas. Então, eles teriam que analisar os dados coletados com sucesso. Dados que não pudessem ser analisados não eram melhores do que ruído aleatório.

“… Dê-me um motivo para confiar em você.”

“A conjectura de Goldbach é suficiente?”

O Professor Lazerson disse: “Não o suficiente! Isso só mostra que você é um especialista em teoria dos números, isso não significa nada para mim!”

“E quanto ao ‘Modelo Teórico da Estrutura da Interface Eletroquímica’?”, disse Lu Zhou. “Sei que você vai dizer que isso só significa que sou um especialista em química teórica e química computacional, não um especialista em plasma, certo?”

O Professor Lazerson não disse nada.

Lu Zhou continuou: “Mas quero dizer a você que toda a minha pesquisa é baseada em dados. Processando dados, analisando dados… Eu processei muito mais dados do que este experimento irá produzir!”

O Professor Lazerson ficou sem palavras e caiu em profunda reflexão.

Lu Zhou, vendo que ele não estava falando, continuou: “Acredite em mim! Parece difícil, mas não é impossível! Só precisamos usar uma sonda atômica para inserir o hélio-3 no plasma.

“Se tivermos sucesso…”

Lu Zhou olhou para ele e disse: “Então, sem dúvida, seria uma invenção digna de um Prêmio Nobel.”

O Prêmio Nobel não era apenas uma recompensa por descobertas teóricas, mas também premiaria grandes invenções que revolucionaram o mundo. Por exemplo, em outubro de 2017, o Prêmio Nobel de Química foi concedido a três estudiosos que inventaram o microscópio crioeletrônico.

Conforme o Velho Qiu disse, se alguém pudesse estabelecer um método para observar os parâmetros de um sistema de plasma de alta temperatura, o efeito na indústria da física seria enorme. Isso também, sem dúvida, impulsionaria o projeto de fusão nuclear controlável!

“Isso parece…”

O Professor Lazerson tirou os óculos e limpou-os com um lenço. Ele ficou cada vez mais animado. No entanto, ele não tinha certeza.

Lu Zhou olhou para o relógio; dez minutos haviam se passado. Lu Zhou estava prestes a desistir e procurar outra pessoa para cooperar, mas de repente o Professor Lazerson colocou seus óculos. Ele não hesitava mais em relação a Lu Zhou. Em vez disso… ele estava animado!

“… Isso parece interessante!”

Lu Zhou suspirou aliviado e sorriu enquanto estendia a mão direita.

“Fico feliz em ouvir isso.”

Finalmente, alguém não lhe disse que a “ideia era irrealista”.

…

Convencer o Professor Lazerson poupou Lu Zhou muitos problemas. O Laboratório de Física de Plasma de Princeton era um laboratório de classe mundial. Eles também cooperavam com institutos de pesquisa de fusão nuclear ao redor do mundo e possuíam uma quantidade tremenda de recursos e talentos. Eles eram um dos poucos institutos de pesquisa a ter essa qualidade.

Se o Professor Lazerson ainda estivesse relutante, Lu Zhou teria que escrever uma carta para o Instituto Max Planck e consultar os estudiosos do Instituto Max Planck de Física de Plasma. Quanto a construir um laboratório sozinho com as mesmas capacidades do PPPL… isso custaria muito mais do que alguns milhões.

Lu Zhou chegou a um acordo de cooperação com o Professor Lazerson. Ele consultou outros especialistas sobre este assunto e decidiu nomear esta tecnologia como “sonda de átomo de Hélio-3”. O nome da equipe do projeto tinha apenas três letras: “He3”.

Nos próximos dias, Lu Zhou basicamente foi e voltou entre o Instituto de Estudos Avançados e o Laboratório de Física de Plasma. Ele estava lendo literatura sobre pesquisa de plasma ou trabalhando com o Professor Lazerson em He3. Ele também se sentou com especialistas em física de plasma e engenheiros da equipe do projeto para trocar ideias sobre o projeto do experimento.

Embora Lu Zhou tivesse terminado sua pesquisa teórica, ele ainda estava ocupado.

Enquanto Lu Zhou trabalhava no projeto “He3”, sua tese foi publicada na Annual Mathematics. Sua tese sobre equações diferenciais parciais finalmente ficou disponível ao público.

Lu Zhou não prestou atenção à reação da comunidade matemática à sua tese. Em sua opinião, ele não produziu nenhum resultado de pesquisa particularmente excepcional. Foi apenas um reforço à base lançada pelos predecessores.

No entanto, o destino às vezes era maravilhoso. Lu Zhou não esperava que as coisas seguissem na direção oposta. A pedra que ele lançou na lagoa da matemática não afundou. Em vez disso, flutuou até o topo…