The Secret Force for Limitless Energy? Lasers | Tammy Ma | TED

Traductor: Sebastian Betti Revisor: Mariano Carrasco

What would you do with the largest laser in the world?

¿Qué harías con el láser más grande del mundo?

Send a beam into space.

Envíar un rayo al espacio.

Strap the laser to the head of a shark.

Atar el láser a la cabeza de un tiburón.

Or maybe just use it to amuse your cat.

O tal vez solo lo utilizarlo para divertir a tu gato.

Well, the laser that I'm talking about

Bueno, el láser del que hablo

is nothing like your typical laser pointer.

no se parece en nada al puntero láser típico.

No, this laser is a thousand times more powerful

No, este láser es mil veces

más potente que toda la red eléctrica de EE. UU.

than the entire US electrical grid.

It's the most energetic laser in the world.

Es el láser con más energía del mundo.

I guarantee you

Les garantizo que querrán mantener a su gato muy, muy lejos de este láser.

you're going to want to keep your cat far, far away from this laser.

Now, I'm a physicist,

Soy física,

so what I would want to do with this laser is something a little bit different.

así que lo que me gustaría hacer con este láser es algo un poco diferente.

I take that laser and split it into almost 200 beams,

Tomo ese láser y lo divido en casi 200 rayos,

and shine them from every angle onto a little pellet of hydrogen.

y los hago brillar desde todos los ángulos

hasta formar una pequeña bolita de hidrógeno.

Hydrogen, that very first element on the periodic table.

Hidrógeno, ese primer elemento de la tabla periódica.

I'd use the laser to squeeze and compress that hydrogen

Usaría el láser para exprimir y comprimir ese hidrógeno

until the atoms themselves fuse.

hasta que los átomos se fusionen.

That's called fusion.

Eso se llama fusión.

And it’s the same reaction that powers the Sun.

Y es la misma reacción que alimenta al Sol.

So with our giant laser,

Así que con nuestro láser gigante,

we could actually create miniature stars right here on Earth.

podríamos crear estrellas en miniatura aquí mismo en la Tierra.

Pretty cool, right?

Bastante genial, ¿verdad?

OK, that's the goal.

Vale, ese es el objetivo.

But why?

Pero, ¿por qué?

Why do we care to do this?

¿Por qué nos importa hacer esto?

Fusion means unlocking a different kind of nuclear power.

La fusión significa desbloquear un tipo diferente de energía nuclear.

Instead of splitting big, heavy atoms, like we do with fission

En lugar de dividir átomos grandes y pesados, como hacemos con la fisión

in today's nuclear power plants,

en las centrales nucleares actuales,

fusion means bringing together the atoms of a light element

la fusión significa unir los átomos de un elemento ligero

until they merge.

hasta que se fusionen.

In our case, we're going to use deuterium and tritium.

En nuestro caso, utilizaremos deuterio y tritio.

They are isotopes of hydrogen, heavy hydrogen.

Son isótopos de hidrógeno, hidrógeno pesado.

And if we can use our lasers to get them close enough together

Y si podemos usar nuestros láseres para acercarlos lo suficiente

at hot enough temperatures,

a temperaturas lo suficientemente altas

and hold them there long enough until they fuse,

y mantenerlos allí el tiempo suficiente hasta que se fusionen,

what we create on the other side is a helium nucleus and a neutron.

lo que creamos en el otro lado es un núcleo de helio y un neutrón.

And it just so happens that that helium and neutron

Y resulta que el helio y el neutrón

pesan un poco menos que el deuterio y el tritio

weigh just a little bit less

than our deuterium and tritium originally did.

que teníamos originalmente.

So we're going to take that differential in mass

Así que vamos a tomar ese diferencial de masa

and put it into an equation that everybody knows really well.

y ponerlo en una ecuación que todos conozcan muy bien.

Einstein's E equals --

La E de Einstein es igual a...

Audience: MC squared.

(Audiencia) MC al cuadrado.

Tammy Ma: E equals MC squared.

Tammy Ma: E es igual a MC al cuadrado.

Where that "m" is that differential in mass,

Si esa "m" es esa diferencia de masa,

we're going to multiply by "c," the speed of light,

vamos a multiplicar por "c", la velocidad de la luz,

a huge, huge number squared,

un número enorme al cuadrado,

and with that, get a tremendous amount of energy out.

y con eso obtenemos una enorme cantidad de energía.

How tremendous?

¿Qué tan tremendo?

Well one single pound of fusion fuel has the same amount of energy

Bueno, una sola libra de combustible de fusión tiene la misma cantidad de energía

as 5,000 barrels of oil,

que 5000 barriles de petróleo

or 3.5 million pounds of coal.

o 3,5 millones de libras de carbón.

So fusion is the ultimate energy source,

Por lo tanto, la fusión es la principal fuente de energía,

not least because the fuel that we need for fusion is also very abundant.

sobre todo porque el combustible que necesitamos para la fusión

también es muy abundante.

Deuterium is naturally occurring in seawater.

El deuterio se encuentra naturalmente en el agua de mar.

About one in every 7,000 particles is D2O instead of H2O.

Aproximadamente una de cada 7000 partículas

es D2O en lugar de H2O.

And tritium, we know how to breed from lithium.

Y el tritio, sabemos cómo reproducirlo a partir del litio.

So conceivably we actually have enough fusion fuel on Earth

Por lo tanto, es posible

que tengamos suficiente combustible de fusión en la Tierra

to last us 30 billion years

para consumir 30 000 millones

of human consumption at today's levels.

de años para el consumo humano en los niveles actuales.

If you ask me, I'd call that energy security.

En mi opinión, yo llamaría a eso seguridad energética.

Fusion is also clean energy.

La fusión también es energía limpia.

In our equation,

En nuestra ecuación,

it was a deuterium plus a tritium gave us a helium.

un deuterio más un tritio nos dio un helio.

Carbon is nowhere in that equation.

El carbono no está en ninguna parte de esa ecuación.

Fusion is also inherently safe.

La fusión también es intrínsecamente segura.

In order to start a fusion reaction,

Para iniciar una reacción de fusión, primero tenemos

we first have to put energy into the system to make the atoms fuse.

que poner energía en el sistema para que los átomos se fusionen.

So if you ever want to stop a fusion reaction,

Así que si alguna vez quieren detener una reacción de fusión,

you just cut off that initial energy source.

simplemente corten esa fuente de energía inicial.

La fusión generará residuos,

Fusion will create waste,

pero no es el tipo de residuos que durarán decenas

but it's not the kind of waste that will last for tens

o cientos de miles de años.

or hundreds of thousands of years.

Instead, the low-level nuclear waste of fusion

Por el contrario, los residuos nucleares de bajo nivel de la fusión

can decay away in just decades.

pueden desintegrarse en tan solo décadas.

And that means we can place fusion power plants almost anywhere,

Y eso significa que podemos colocar centrales eléctricas de fusión

prácticamente en cualquier lugar,

near large population centers and big cities,

cerca de grandes centros de población y grandes ciudades,

and fusion power plants would be compatible

y las centrales eléctricas de fusión serían compatibles

with our current grid infrastructure or the smart grids of the future.

con nuestra infraestructura de red actual o con las redes inteligentes del futuro.

And finally, fusion energy is also flexible energy.

Y, por último, la energía de fusión también es una energía flexible.

Energy when you need it and can come in different forms.

Energía cuando la necesitas y puede presentarse en diferentes formas.

Electricity to power our homes,

Electricidad para alimentar nuestros hogares,

but also high-temperature heat for industrial use.

pero también calor a alta temperatura para uso industrial.

Now, to be fair, there are some downsides to fusion, too.

Ahora bien, para ser justos, la fusión también tiene algunas desventajas.

Fusion is incredibly complex and incredibly difficult.

La fusión es increíblemente compleja e increíblemente difícil.

The development of fusion has been and will be expensive.

El desarrollo de la fusión ha sido y será caro.

But the potential benefits of fusion are so great that it is worth it.

Sin embargo, los beneficios potenciales de la fusión

son tan grandes que merece la pena.

All right, so how do we actually make fusion work here on Earth?

Muy bien, entonces, ¿cómo hacemos que la fusión funcione aquí en la Tierra?

Well, that's the problem that we've been working on

Bueno, ese es el problema en el que hemos estado trabajando

for nearly 60 years now.

durante casi 60 años.

Let's go back to that ginormous laser.

Volvamos a ese enorme láser.

It's called the National Ignition Facility, or NIF,

Se llama Instalación Nacional de Ignición, o NIF,

at the Lawrence Livermore National Lab.

en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

The NIF is the world's largest, most energetic laser,

El NIF es el láser más grande y con más energía en el mundo,

housed in a building the size of three American football fields,

y se encuentra en un edificio del tamaño de tres campos de fútbol americano,

side by side and ten stories tall.

uno al lado del otro y de diez pisos de altura.

It's not just one laser.

No es solo un láser.

It's actually 192 separate lasers,

En realidad son 192 láseres distintos,

and each one alone is one of the most energetic in the world.

y cada uno por sí solo es uno de los más enérgicos del mundo.

And we're going to combine all 192 of those lasers

Y combinaremos esos 192 láseres

and shine them on a little fuel pellet

y los haremos brillar sobre una bolita

about the size of a peppercorn.

de combustible del tamaño de un grano de pimienta.

Alright, let me take you into the facility and give you a closer look.

Muy bien, permítanme llevarles a las instalaciones

y para echar un vistazo más de cerca.

The laser starts as a little pulse of light,

El láser comienza como un pequeño pulso de luz,

the fraction of the energy of a typical laser pointer.

la fracción de la energía de un puntero láser típico.

We're going to split that beam into 192 ways.

Vamos a dividir ese haz en 192 formas.

And those beams are now going to bounce back and forth across this giant facility,

Y esos rayos ahora van a rebotar de un lado a otro en esta gigantesca instalación

each beam passing through hundreds of slabs of laser glass

y cada rayo que pase a través de cientos de placas de vidrio

getting boosted up in energy.

láser aumentará su energía.

In total, each beam is going to travel nearly a mile

En total, cada haz viajará casi una milla

and get amplified up a million billion times in energy

y se amplificará un millón de millones de veces en energía

and expanded in size from a little pinprick

y su tamaño pasará de ser un pequeño pinchazo

to over a square foot.

a más de un pie cuadrado.

And then all 192 laser beams are going to get directed

Luego, los 192 rayos láser se dirigirán

towards the fusion chamber.

hacia la cámara de fusión.

Half the laser beams go up and half come down,

La mitad de los rayos láser suben y la otra mitad bajan,

and they're going to direct and concentrate their light

y dirigirán y concentrarán su luz

on a tiny cylinder that sits right in the middle,

en un pequeño cilindro que se encuentra justo en el medio, del tamaño

about the size of a pencil eraser.

de la goma de borrar de un lápiz.

The lasers go into that cylinder

Los láseres entran en ese cilindro

and create a bath of X-rays

y crean un baño de rayos X

that then envelop the little fuel pellet

que luego envuelven la pequeña pastilla de combustible

that sits right in the middle.

que se encuentra justo en el medio.

Those X-rays are so intense

Esos rayos X son tan intensos

that they start blowing off the shell of that pellet like a rocket.

que comienzan a desprenderse de la cáscara de ese gránulo como un cohete.

And then by conservation of momentum,

Y luego, al conservar el impulso,

the rest of the capsule squeezes inward,

el resto de la cápsula se comprime hacia adentro, con una reacción

equal and opposite reaction.

igual y opuesta.

We're going to reach temperatures of over 180 million degrees Fahrenheit,

Vamos a alcanzar temperaturas de más de 180 millones de grados Fahrenheit,

hotter than the center of the Sun,

más altas que el centro del Sol,

and pressures that would feel like 100 billion Earth atmospheres

y presiones similares a las de 100 mil millones de atmósferas

pressing down on you.

terrestres presionándolas.

Y luego encendemos una pequeña chispa justo en el centro,

And then we start a little spark right in the center,

que luego se propaga a través de una mayor cantidad de ese combustible,

which then propagates through more of that fuel,

creating a miniature star,

creando una estrella en miniatura

and with it a huge burst of energy.

y, con ella, una enorme explosión de energía.

And if we do it right,

Y si lo hacemos bien,

we can actually get a whole lot more energy out

podemos obtener mucha más energía

than the energy that went in to start all of this.

que la que se utilizó para iniciar todo esto.

(Applause)

(Aplausos)

I know, it sounds really easy, right?

Lo sé, suena muy fácil, ¿verdad?

(Laughter)

(Risas)

Well, obviously this is a story that bridges enormous scales.

Bueno, obviamente esta es una historia que supera enormes escalas.

The temperature and density of a star focused in on the atomic level.

La temperatura y la densidad de una estrella se centraron en el nivel atómico.

¿Recuerdan que dije que el láser tiene mil veces más potencia que la red eléctrica

Remember how I said that laser is a thousand times the power

of the US electrical grid?

de EE. UU.?

Well, power is defined as energy per unit time.

Bueno, la potencia se define como la energía por unidad de tiempo.

Así que estamos tomando una enorme cantidad de energía

So what we're doing is taking a huge amount of energy

and compressing it down into just nanoseconds.

y la comprimimos en tan solo nanosegundos.

And that's why every time we fire the lasers,

Por eso, cada vez que disparamos los láseres,

the lights don't flicker across the globe.

las luces no parpadean en todo el mundo.

But we are able to create conditions that are the hottest

Pero podemos crear las condiciones más cálidas de todo

in the entire solar system.

el sistema solar.

All right, so I know what you guys are all thinking.

Vale, pues sé lo que están pensando todos.

Like, how could this actually possibly work, right?

Bueno, ¿cómo es posible que esto funcione realmente, verdad?

And who would be crazy enough to try?

¿Y quién estaría tan loco como para intentarlo?

Well, tens of thousands of scientists and engineers around the world,

Bueno, decenas de miles de científicos e ingenieros de todo el mundo,

including me.

incluido yo.

And scientists are trying all different approaches to fusion.

Y los científicos están probando diferentes enfoques de la fusión.

Not just giant lasers, but sometimes giant magnets.

No solo láseres gigantes, sino a veces imanes gigantes.

Things that have cool names like tokamaks or stellarators

Cosas que tienen nombres interesantes, como tokamaks o estelaradores,

that can help shape and contain the fusion.

que pueden ayudar a moldear y contener la fusión.

And right now, we're actually seeing

Y ahora mismo, estamos viendo

a whole bunch of new, private start-up fusion companies

surgir un montón de nuevas empresas privadas

pop up all across the globe,

de fusión emergentes en todo el mundo,

each one trying a unique and different approach to fusion.

cada una de las cuales prueba un enfoque único y diferente de la fusión.

It's a whole host of brave and brilliant individuals

Se trata de una multitud de personas valientes y brillantes

working hard to make this dream a reality.

que trabajan muy duro para hacer realidad este sueño.

And our team at Lawrence Livermore National Lab

Y nuestro equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

are the stewards of work that started in 1960

es el responsable del trabajo que comenzó en 1960

because of national security.

por motivos de seguridad nacional.

We need to understand fusion,

Tenemos que entender la fusión,

to understand how to ensure

entender cómo garantizar

that our US nuclear arsenal stays safe and effective.

que nuestro arsenal nuclear estadounidense se mantenga seguro y eficaz.

And that is what has provided the steady funding

Y eso es lo que ha proporcionado la financiación constante

to pursue this very difficult physics challenge over decades.

necesaria para afrontar este difícil desafío de la física durante décadas.

So yeah, it took us 12 years to build the NIF,

Así que sí, nos llevó 12 años construir el NIF,

and we've been doing experiments using it

y ya llevamos casi 15 años haciendo experimentos con él.

for nearly 15 years more now.

And in that time, we've improved our physics understanding

Y en ese tiempo, hemos mejorado nuestra comprensión de la física

and computational simulation models.

y nuestros modelos de simulación computacional.

We've designed new diagnostic instruments capable of taking better, clearer,

Hemos diseñado nuevos instrumentos de diagnóstico

capaces de tomar imágenes mejores, más claras

faster pictures of the experiment.

y más rápidas del experimento.

We've continuously pushed up the laser energy

Hemos aumentado continuamente la energía del láser

and found ways to build better targets.

y hemos encontrado formas de crear mejores objetivos.

And guess what?

¿Y adivinen qué?

In December of 2022, we finally did it.

En diciembre de 2022, por fin lo logramos.

(Applause)

(Aplausos)

Our team at Lawrence Livermore National Lab demonstrated fusion ignition.

Nuestro equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

demostró la ignición por fusión.

For the very first time in human history,

Por primera vez en la historia de la humanidad,

we generated a controlled thermonuclear fusion reaction

generamos una reacción de fusión termonuclear controlada

in the laboratory

en el laboratorio

that generated more energy out

que generó más energía que la que generaron

than went in with the lasers to start it.

los láseres para iniciarla.

(Applause)

(Aplausos)

That's right, we were able to light a match

Así es, pudimos encender una cerilla

and turn that into a bonfire.

y convertirla en una hoguera.

And in the process, release a new form of energy

Y en el proceso, libera una nueva forma de energía

that is a million times more energetic than a chemical reaction.

que es un millón de veces más enérgico que una reacción química.

And now,

Y ahora, de hecho, hemos podido repetir la ignición cuatro veces más

now we've actually been able to repeat ignition four more times

in just the last 15 months,

en solo los últimos 15 meses,

with our most successful experiment

y nuestro experimento más exitoso

giving us over twice as much energy out as we put in with the lasers.

nos ha dado más del doble de energía que la que consumimos con los láseres.

So are we done?

Entonces, ¿hemos terminado?

Well, not quite.

Bueno, no del todo.

In order to move towards that fusion-energy future,

Para avanzar hacia ese futuro de energía de fusión,

we'll have to figure out how to harness this energy

tendremos que averiguar cómo aprovechar esta energía

in a working fusion power plant.

en una central eléctrica de fusión en funcionamiento.

And to be clear,

Y para que quede claro,

there's still a long scientific and engineering road ahead.

aún queda un largo camino científico y de ingeniería por delante.

Just to build on our successes at NIF,

Para aprovechar nuestros éxitos en el NIF,

we'll have to build more efficient lasers,

tendremos que construir láseres más eficientes,

mass manufacture targets

fabricar objetivos en masa

and figure out robotics for automated operations and more.

y descubrir la robótica para las operaciones automatizadas,

entre otras cosas.

The depth and breadth of this challenge

La profundidad y la amplitud de este desafío

will require sustained investment from government and private industry,

requerirán una inversión sostenida

por parte del gobierno y la industria privada,

and all of us working together.

y de que todos trabajemos juntos.

We're all racing to make this a reality,

Todos nos apresuramos a hacer de esto una realidad,

but there's still a lot more work to be done.

pero aún queda mucho trabajo por hacer.

I don't know exactly how long this will all take,

No sé exactamente cuánto tiempo llevará todo esto,

but I do know that we can do it.

pero sí sé que podemos hacerlo.

And when we do it,

Y cuando lo hagamos,

when we make fusion energy a reality,

cuando hagamos realidad la energía de fusión,

energy will become so plentiful

la energía será tan abundante

that it will no longer be a limited resource.

que ya no será un recurso limitado.

This will change the world as we know it.

Esto cambiará el mundo tal como lo conocemos.

When energy becomes essentially unlimited,

Cuando la energía se vuelve esencialmente ilimitada,

there are unlimited ways to use this energy.

hay formas ilimitadas de usar esta energía.

Every country will be energy independent.

Todos los países serán independientes desde el punto de vista energético.

Standards of living will rise around the world,

Los niveles de vida aumentarán en todo el mundo

and we'll be able to use energy in creative new ways as well,

y también podremos utilizar la energía de formas nuevas y creativas,

like carbon capture at scale to combat climate change.

como la captura de carbono a gran escala

para combatir el cambio climático.

Vertical farming for delicious, sustainable food for all,

Agricultura vertical

para obtener alimentos deliciosos y sostenibles para todos,

and desalination of seawater

y desalinización del agua de mar

so that everybody has access to clean water.

para que todos tengan acceso a agua limpia.

We can do all this and more with fusion.

Podemos hacer todo esto y más con la fusión.

Fusion can ignite that future.

La fusión puede encender ese futuro.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)