Vooruitgang in de richting van 'koude fusie, ' waar kernfusie kan plaatsvinden bij dicht bij kamertemperatuur, staat nu al decennia stil. Echter, een toenemend aantal studies stelt nu voor dat de reactie gemakkelijker kan worden geactiveerd door een mechanisme waarbij muonen betrokken zijn - elementaire deeltjes met dezelfde lading als elektronen, maar met ongeveer 200 keer hun massa. Via een studie gepubliceerd in EPJ D , onderzoekers onder leiding van Francisco Caruso van het Braziliaanse Centrum voor Fysisch Onderzoek hebben theoretisch laten zien hoe dit proces zich zou ontvouwen binnen 2D-systemen, zonder dat er benaderingen nodig zijn.

De resultaten van het team kunnen leiden tot langverwachte vorderingen op het gebied van koude kernfusie, die is voorgesteld als een efficiënte, duurzame manier om grote hoeveelheden energie te oogsten. Omdat muonen zoveel zwaarder zijn dan elektronen, ze zullen veel dichter bij atoomkernen cirkelen wanneer ze worden gevangen door waterstofatomen. Hierdoor kunnen de kernen veel gemakkelijker samensmelten tot helium, waarna het muon uit het systeem wordt vrijgegeven. Echter, omdat de hoeveelheid energie die vrijkomt relatief klein is, het bleef een uitdaging voor theoretische fysici om een ​​betrouwbare basis voor de techniek voor te stellen, tot dusverre de voortgang ervan beperken.

Het team van Caruso koos voor een andere benadering in hun onderzoek:deze keer gericht op het berekenen van de elementaire processen die betrokken zijn bij muon-gekatalyseerde fusie in 2D. De onderzoekers vergeleken vervolgens het gedrag van hun model met 3D-metingen, waaruit bleek dat het 2D-proces wordt beïnvloed door aanzienlijk verschillende parameters. Het meest opvallend, ze toonden aan dat de kans op fusie 1 miljard keer groter is tussen een muonisch paar tritiumatomen - een vorm van waterstof met twee extra neutronen in zijn kern - dan het geval is voor 3D. Door deze kansen direct te berekenen, in plaats van ze te schatten, de bevindingen van het team kunnen waardevolle inzichten opleveren voor toekomstige studies van koude kernfusie.