Phản ứng hợp hạch quark tạo ra năng lượng gấp 8 lần hợp hạch hạt nhân

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra lý thuyết về một dạng năng lượng mới dựa trên thí nghiệm với máy gia tốc hạt lớn LHR: hợp hạch quark. Nhờ cách kết hợp các hạt quark, loại năng lượng mới này có sức mạnh lớn hơn năng lượng hạt nhân.

Mạnh hơn năng lượng hạt nhân

Để giảm phát thải gây ra biến đổi khí hậu và sản xuất năng lượng hiệu quả hơn, các chính phủ và các tổ chức tư nhân trên khắp thế giới đang chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo. Tuy năng lượng mặt trời và năng lượng gió đã trở nên phổ biến hơn, các nhà khoa học vẫn tiếp tục tìm cách ổn định năng lượng hợp hạch, đưa nó thành nguồn năng lượng tái tạo thực sự vượt trội.

Nhưng liệu có tồn tại một nguồn năng lượng tốt hơn và cũng có tiềm năng ổn định hơn so với hợp hạch hạt nhân? Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tel Aviv và Đại học Chicago đã đưa ra đề xuất này trong một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature.

Nguồn năng lượng mới này, theo nhà nghiên cứu Marek Karliner và Jonathan Rosner, kết hợp các hạt hạ nguyên tử được gọi là quark. Những hạt này thường được tạo ra từ các nguyên tử di chuyển ở tốc độ cao trong máy gia tốc hạt (LHC) và va chạm với nhau, vỡ ra thành các phần nhỏ hơn. Nhưng không dừng lại ở đó, những quark riêng lẻ này cũng có xu hướng va chạm với nhau và kết hợp thành các hạt gọi là baryon.

Karliner và Rosner tập trung vào sự kết hợp này của các hạt quark, Họ phát hiện rằng sự kết hợp này có khả năng tạo ra năng lượng thậm chí còn lớn hơn quá trình tổng hợp hydro.

>> Chuyên gia hạt nhân: Thử bom nhiệt hạch tại Thái Bình Dương sẽ gây hậu quả “khủng khiếp”

Nhóm nghiên cứu muốn tìm hiểu về dòng năng lượng khi hợp nhất 2 quark duyên, loại hạt có kích thước tương đối lớn. Kết quả là quá trình tương tác sử dụng một ít năng lượng để liên kết hai hạt quark duyên, đồng thời tạo ra mức năng lượng khoảng 12 mega electron volt (MeV), bằng 2/3 năng lượng tạo ra bởi một cặp nguyên tử hydro.

Nhóm các nhà khoa học quyết định thử nghiệm với quark đáy, loại quark nặng hơn quark duyên. Kết quả tính toán cho thấy, quá trình hai quark đáy kết hợp giải phóng mức năng lượng lên tới 138 MeV, mạnh gấp 8 lần một phản ứng hợp hạch hydro.

Hợp hạch quark ít nguy hiểm hơn

Karliner và Rosner ban đầu đã do dự khi công bố các phát hiện của họ, một phần bởi chính họ cũng ngạc nhiên với kết quả nghiên cứu, nhưng chủ yếu là vì lo sợ phát hiện này sẽ góp phần tạo ra vũ khí còn nguy hiểm hơn bom nguyên tử.

Tuy nhiên, nỗi lo nhanh chóng biến mất khi họ phát hiện rằng các hạt quark chỉ tồn tại trong 1 pico giây, quá ngắn để tạo ra phản ứng dây chuyền tiếp theo, bởi vì chúng nhanh chóng phân rã thành các hạt quark nhẹ hơn và kém năng lượng hơn.

Tuy nhiên, đặc điểm này cũng làm cho “hợp hạch quark” vẫn chủ yếu là mang tính lý thuyết. Các nhà nghiên cứu đã viết trong bài báo của mình: “Chúng tôi đề xuất một số thiết lập thí nghiệm, trong đó tính chất tỏa nhiệt mạnh khi các baryon tạo thành từ 2 hạt quark nặng có thể tự biểu hiện.” Các nhà nghiên cứu viết trong phần tóm tắt của báo cáo kết quả nghiên cứu: “Hiện tại, thời gian duy trì rất ngắn của của các hạt quark đáy và quark duyên đang ngăn cản bất kỳ ứng dụng thực tế nào của các phản ứng này.”

Trong khi nhóm nghiên cứu vẫn chưa kết hợp được các quark đáy, điều được cho là có thể xảy ra khi sử dụng máy gia tốc hạt LHC, nghiên cứu của họ hứa hẹn một nguồn năng lượng tái tạo mới – năng lượng có thể mạnh hơn bất kỳ loại nào hiện có. Với lý thuyết được chứng minh, bây giờ chỉ là vấn đề phát triển công nghệ để biến sự kết hợp các hạt quark thành hiện thực.

Theo Futurism,
Thiện Tâm

Xem thêm: