Rusi P. Taleyarkhan, licenciado en Tecnología de Ingeniería Mecánica en el Instituto Indio de Tecnología de Madrás en 1977, obtuvo su maestría en 1978 y el doctorado en Ingeniería y Ciencia Nuclear en el Instituto Politécnico Rensselaer en 1982. Investigaba regularmente en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee, EE.UU., donde reportó haber encontrado una forma de realizar la fusión fría. En 2003 se trasladó al Departamento de Ingeniería Nuclear de la Universidad de Purdue en Indiana, lugar donde se desempeñaba al revelarse el engaño.
¿Qué es la fusión fría?
Una reacción nuclear de fusión tiene lugar cuando dos núcleos atómicos se unen para formar otro de mayor masa y número atómico; el proceso genera gran cantidad de energía en forma de radiación. La figura muestra una de las más comunes; la unión del deuterio y el tritio. El deuterio 2H, representado usualmente como D (protón o núcleo de hidrógeno + un neutrón adicional) se puede obtener por electroquímica a partir de los isótopos pesados del hidrógeno en el agua; el tritio (idem con 2 neutrones) se produce al bombardear litio con neutrones en un reactor nuclear. A este tipo de reacciones también se les denominan termonucleares, pues sólo tienen lugar a temperaturas altísimas, algo indispensable para que los átomos involucrados alcancen la velocidad y energía necesarias para quedar unidos al chocar. Es una reacción que tiene lugar de manera natural en el sol y las estrellas, y también de forma artificial en una bomba nuclear de fusión.
En la actualidad diversos grupos de investigación trabajan reproducir esta reacción de manera controlada, pues es una posible fuente de energía prácticamente ilimitada ‒ el agua sería el combustible principal ‒, pero se necesita una altísima temperatura (miles de ºC) para poder iniciar la reacción. Además, el proceso es muy inestable; la reacción se enfría y se detiene con mucha facilidad. Para mantener estas altas temperaturas se necesita un equipamiento voluminoso, complicado y costoso, sólo al alcance de unos pocos centros de investigación en países desarrollados. Se necesita un recinto reforzado rodeado campos magnéticos muy intensos, generados por superconductores que trabajan a temperaturas cercanas al cero absoluto (−273,15 °C).
Una reacción de fusión que tuviera lugar a temperaturas y presiones cercanas a la ambiente, sin necesidad del confinamiento magnético, sería un hallazgo trascendental. En principio, sería capaz de proporcionar energía inagotable en cualquier lugar mediante tecnología convencional, accesible a todo el mundo. Este tipo de reacción se conoce como fusión fría, algo drásticamente diferente a lo que se conoce hasta el momento.
El comienzo de la ilusión
El antecedente más reciente sobre la fusión fría es de finales de los años 80 del siglo pasado, cuando S. Pons y M. Fleischmann reportaron el surgimiento de un exceso de energía en una celda electrolítica, al usar agua pesada (D2O) actuando sobre un electrodo de paladio (Pd). Ellos pensaron que la energía en exceso sólo podía ser explicada porque tenía lugar algún proceso de fusión nuclear en la celda a baja temperatura.
A pesar de las muchas citas en la literatura, en realidad no fueron Pons y Fleischmann los primeros en reportar la fusión fría. Una nota publicada en Nature en 1989 reseña un método alemán de 1926 sobre la formación de helio ‒ un producto de la reacción nuclear ‒ a partir de hidrógeno, usando un catalizador de paladio (ver ref. doc. 6218).
A partir del artículo de Pons y Fleischmann se multiplicaron las investigaciones ‒algunas con resultados supuestamente positivos, pero después retractadas ‒ junto a explicaciones alternativas de lo que ocurría. El revuelo alcanzó tal nivel, que en los años 90 el Departamento de Energía de los EE.UU. formó un grupo especial para determinar si la fusión fría existía en realidad. El grupo llegó a la conclusión de que las supuestas evidencias eran falsas y recomendó no financiar más investigaciones sobre el tema; no obstante, los experimentos continuaron. En 2004 un nuevo comité revisó de nuevo todos los resultados, y llegó a la misma conclusión. No obstante, aún en la actualidad algunos siguen buscando esta especie de ‘piedra filosofal’ energética.
El experimento de Taleyarkhan
La cavitación es un proceso que aparece cuando un sólido se mueve en un líquido a alta velocidad (por ejemplo, ocurre en las hélices de los barcos). Durante este proceso se forman burbujas de alta energía en el líquido, que al interaccionar con el metal son capaces de erosionarlo (ver figura). Mientras trabajaba en Oak, Ridge Taleyarkhan y varios colaboradores publicaron en 2002 un artículo que reportaba la emisión de neutrones de alta energía a temperatura ambiente, lo que era evidencia de que había ocurrido algún tipo de reacción nuclear gracias a la cavitación(Evidence for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation, Science,2002). Según Taleyarkhan, el dispositivo de ultrasonido empleado para agitar la mezcla líquida, que contenía acetona deuterada (C3D6O), era capaz de entregar energía suficiente para lograr que los átomos de deuterio se fusionaran durante los choques, sin necesidad de elevar la temperatura.
La figura siguiente muestra un esquema del experimento: 1. Sistema de vacío; 2. Detector de partículas; 3. Fuente de neutrones 4. Generador de ultrasonido; 5. Contenedor hermético; 6. Micrófono; 7. Detector de luz. En la parte derecha, arriba, se representa el choque de dos átomos de deuterio (8); en (a) el posible evento de fusión que crea helio y un neutrón y en (b) el posible evento de fusión que crea tritio y un protón. La fusión se habría logrado al someter el recipiente a fuertes vibraciones ultrasónicas, un proceso al que le llamó sonofusión o fusión de burbujas. Se asumía que las vibraciones proporcionaban suficiente energía a las burbujas del gas en el líquido como para fusionar los átomos de hidrógeno, los cuales al chocar liberaban neutrones y radiación.
Muchos otros científicos en no menos de cinco universidades y laboratorios trataron de reproducir los resultados de Taleyarkhan sin éxito, y cuando rehusó compartir los datos de sus experimentos con otros investigadores los directivos de la Universidad de Purdue comenzaron a dudar del asunto.
En 2007 la universidad realizó una investigación al respecto, pero no llegó a resultados concluyentes. Sin embargo, en mayo de ese mismo año los abogados del actual Comité de Ciencia, Espacio y Tecnología de la Cámara de Representantes de los EE.UU.exigieron una investigación más profunda, ya que la investigación de Taleyarkhan estaba sido financiada con $318,000 de la U.S. Office of Naval Research en Virginia. Esto llevó a la Universidad a formar otra comisión en 2008, integrada por 6 investigadores de cinco instituciones diferentes, bajo la supervisión de la Oficina de Investigación Naval.
Hizo trampas
Al revisar un artículo de 2005 publicado en el Journal of Nuclear Engineering and Design firmado por dos colaboradores de Taleyarkhan, donde los autores afirmaban haber reproducido sus resultados de forma independiente, encontraron que Taleyarkhan participó de forma esencial en el contenido, en la escritura, y en la publicación del artículo, pero no puso su nombre como coautor. Y un año después citó el artículo en la Physical Review Letters como una confirmación independiente de la fusión por burbujas, razón por la cual la comisión lo encontró culpable de mala conducta científica. Se consideró fraude el haber citado un artículo de investigadores jóvenes de su propio laboratorio, haciéndolo ver como una verificación independiente de sus resultados anteriores. También introdujo falsamente el nombre de un estudiante que no había contribuido al artículo, al parecer con ánimo de contrarrestar el comentario de un árbitro que consideró que no hubo testigos suficientes durante la repetición de los resultados. Sin embargo, no fue posible sancionarlo por ‘fabricación o alteración de datos’, pues no se pudo descartar la posibilidad de que alguna otra fuente radiactiva, cercana a su lugar de trabajo, fuera la responsable de las lecturas del detector de radiaciones.
No obstante, hubo muchos escépticos hacia los resultados de la encuesta. Un argumento de peso era que ‘nunca hubo una reproducción de los resultados cuando él no estaba presente’; otros señalaron que los resultados coincidían con lo que se debía esperar en una contaminación con californio 252 radiactivo, lo que arrojó muchas dudas acerca de si la contaminación podría haber sido intencional, al haber ‘plantado’ Taleyarkhan algún material radiactivo de baja intensidad cerca del detector.
El resultado de la comisión condujo de inmediato a la revisión de su primer artículo de 2002 cuando trabajaba en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Con ese fin, el Oak Ridge se tomó la molestia de crear un equipo de investigadores para tratar de reproducir los resultados, utilizando un montaje experimental incluso más preciso que el original, sin que se detectara la supuesta fusión fría. Como no se pudo demostrar fraude intencional en su primer resultado, quedaron muchas dudas acerca de si hubo o no mala intención. Algunos opinaron que todo el asunto fue un engaño total, aunque también tuvo sus defensores.
Consecuencias
En agosto de 2008 la Universidad de Purdue publicó su sanción. En resumen: “…los efectos de este asunto en los estudiantes y post-doctorandos son especialmente deplorables. Los tutores de científicos jóvenes necesitan mostrar los más altos estándares de conducta ética y académica”… “por un mínimo de tres años a partir de la fecha, su estatus como miembro de la Facultad de la Universidad de Purdue estará limitado… podrá participar en comités de graduados, pero no podrá ejercer como profesor principal o profesor co-principal de graduados durante ese intervalo”. Al término del período se re-evaluaría su situación para determinar la posibilidad de recuperar su posición. En 2009 la Oficina de Investigación Naval le prohibió recibir financiación federal de Estados Unidos hasta septiembre de 2011. Durante ese período su nombre figuró en la “Lista de partes excluidas” para impedirle recibir subvenciones de cualquier agencia gubernamental. Al parecer, sus artículos nunca fueron retractados, e incluso tiempo después hubo quienes siguieron buscando la ‘piedra filosofal’ de la fusión fría, encontrando supuestas respuestas y después retractándose. Aunque pasado algún tiempo la ficha de Taleyarkhan aún aparecía en la Universidad de Purdue con su dirección email, no aparecían entradas con fechas recientes; tampoco fue posible encontrar información adicional sobre su situación actual.
La peor consecuencia de este engaño fue la pérdida de esfuerzos, tiempo y recursos que trajo aparejado a todos aquellos que intentaron reproducir el supuesto hallazgo de Taleyarkhan; hay quienes opinan que la sanción fue muy leve comparada con el daño ocasionado a muchos investigadores. Hollywood no se quedó al margen del asunto; la fusión fría ha sido tema de películas tales como, Chain Reaction (1996), The Saint (1997) o Iron Man (2008).
Bibliografía
Evidence for Nuclear Emissions during Acoustic Cavitation, https://www.science.org/doi/10.1126/science.1067589 and https://www.researchgate.net/publication/11477911_ChemInform_Abstract_Evidence_for_Nuclear_Emissions_During_Acoustic_Cavitation
Confirmatory experiments for nuclear emissions during acoustic cavitation, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0029549305000841
Additional evidence of nuclear emissions during acoustic cavitation, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15089363/
Bubble Fusion Researcher Charged with Misconduct | Scientific American, https://www.scientificamerican.com/article/taleyarkhan-bubble-fusion-misconduct/
Bubble-Fusion-Burst, https://cen.acs.org/articles/86/i30/Bubble-Fusion-Burst.html
Purdue Sanctions Professor for Research Misconduct, https://newenergytimes.com/v2/bubblegate/2008/2008Purdue-Press-Release-Aug27-Sanctions.shtml
Doc 6218.indd – 338692a0.pdf, 1920s discovery, retraction; https://www.nature.com/articles/338692a0.pdf Comité de Ciencia, Espacio y Tecnología de la Cámara de Representantes de los Estados Unidos, https://en-m-wikipedia-org.translate.goog/wiki/United_States_House_Committee_on_Science,_Space,_and_Technology?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=wapp