Científicos que trabajan con el Tokamak Superconductor Experimental Avanzado (EAST) de China, a menudo llamado el "sol artificial", han logrado lo que durante mucho tiempo se consideró imposible: mantener plasma estable a densidades que superan con creces un límite fundamental que ha restringido la investigación de fusión durante décadas.
El avance, publicado en Science Advances el 1 de enero de 2026, demuestra que el Límite de Greenwald, una frontera teórica que ha definido la densidad máxima de plasma alcanzable en reactores tokamak, puede ser más flexible de lo que los físicos creían anteriormente. Este descubrimiento podría redefinir el camino hacia la energía de fusión práctica.
El Límite de Greenwald ha sido uno de los obstáculos más persistentes de la investigación de fusión. Nombrado en honor al físico Martin Greenwald, esta frontera empírica predice la densidad máxima a la que el plasma puede permanecer estable en un tokamak. Superar este límite típicamente desencadena inestabilidades violentas que causan que el plasma colapse contra las paredes del reactor, terminando la reacción de fusión.
El equipo de EAST logró algo notable: mantuvieron plasma estable a densidades que van desde 1,3 hasta 1,65 veces más allá del Límite de Greenwald. Para poner esto en perspectiva, los tokamaks típicamente operan a 0,8 a 1 vez este límite. Los investigadores alcanzaron densidades electrónicas promedio de aproximadamente 5,6 × 10¹⁹ partículas por metro cúbico, significativamente más altas que el rango operacional normal de la máquina.
La clave de este logro residió en un procedimiento de arranque cuidadosamente orquestado. Los investigadores controlaron con precisión la presión inicial del gas combustible y aplicaron calentamiento por resonancia ciclotrónica electrónica durante la fase más temprana de cada descarga de plasma. Esta estrategia optimizó la interacción entre el plasma y las paredes del reactor desde el principio, reduciendo la acumulación de impurezas que típicamente causan pérdidas de energía e inestabilidades.
Los experimentos validan un marco teórico conocido como auto-organización plasma-pared (PWSO), propuesto por primera vez por investigadores del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia y la Universidad de Aix-Marseille. Los resultados de EAST proporcionan la primera confirmación experimental de que este mecanismo teórico realmente funciona en la práctica.
El profesor Zhu Ping, investigador clave del proyecto, enfatizó las implicaciones prácticas: "Los hallazgos sugieren una vía práctica y escalable para extender los límites de densidad en tokamaks y dispositivos de fusión de plasma ardiente de próxima generación." Mayores densidades de plasma se traducen directamente en más reacciones de fusión, lo cual es esencial para lograr la producción de energía necesaria para la generación de electricidad comercial.
El logro es particularmente significativo porque la energía de fusión depende de confinar plasma extremadamente caliente, calentado a temperaturas que superan los 100 millones de grados Celsius, el tiempo suficiente para que los átomos de hidrógeno se fusionen y liberen energía. Un plasma más denso significa más partículas de combustible disponibles para someterse a fusión, potencialmente haciendo los reactores más eficientes y económicamente viables.
Sin embargo, los científicos advierten que quedan desafíos significativos. EAST no produjo energía neta de fusión en estos experimentos, y muchos obstáculos de ingeniería y materiales aún deben superarse.
La energía de fusión ha sido descrita durante mucho tiempo como el santo grial de la energía limpia, prometiendo energía virtualmente ilimitada con mínimo impacto ambiental. A diferencia de la fisión nuclear, la fusión no produce residuos radiactivos de larga duración y no conlleva riesgo de fusión del núcleo.
Al demostrar que uno de los límites fundamentales de la fusión puede ser trascendido, los científicos chinos han abierto nuevas posibilidades para el diseño y operación de reactores.
Comentarios