INTRODUCCI�N
Entre los retos a los cuales se enfrenta la humanidad est� la dif�cil tarea de lograr en la Tierra el control de las reacciones nucleares de fusi�n.
Se busca ese control para poder satisfacer las necesidades energ�ticas de nuestro planeta. Estas necesidades se incrementan continuamente con el objeto de aumentar el n�mero de trabajos y servicios requeridos en beneficio de cada habitante de la Tierra.
Se prev� un incremento del uso de la electricidad en el hogar y en los sectores comercial e industrial, y la aparici�n de grandes demandas inexistentes hoy, como la producci�n de hidr�geno por electr�lisis, para ser usado como combustible en veh�culos.
Si suponemos una duplicaci�n de la poblaci�n mundial en el t�rmino de 30 a�os y vemos al mundo con su almac�n finito de recursos naturales de gas y petr�leo, se deduce que las necesidades de energ�a deber�n satisfacerse mediante carb�n, uranio, deuterio y litio, y eventualmente por otras fuentes renovables de energ�a. El deuterio y el litio son los combustibles m�s abundantes para la fusi�n nuclear.
Hasta ahora la fusi�n nuclear se ha logrado en algunos pa�ses en la forma descontrolada y amenazante de una bomba de hidr�geno. Pero desde hace algunos decenios se han hecho generosas inversiones en favor de los estudios experimentales y te�ricos, principalmente en los pa�ses con mayor desarrollo tecnol�gico, a fin de alcanzar el dominio de la fusi�n nuclear, que ofrece una promesa hermosa de abundancia de energ�a. Se trata de la misma fuente de energ�a con la cual el flujo radiante del Sol ha venido calentando durante muchos milenios al Sistema Solar. Es �sa la energ�a que ilumina las noches estrelladas con los millones de soles en su brillo continuo hacia todas las direcciones del espacio c�smico.
Seg�n la leyenda griega, Prometeo rob� a los dioses la semilla del fuego del Olimpo para regalarla a los hombres. No sabemos si tom� el fuego de los grandes hornos del monte Olimpo, o quiz� de la fragua de Vulcano. Pero hoy le pedir�amos un poco de fuego de las ruedas del carro del Sol.
Para generar la producci�n de energ�a de fusi�n en la forma como se logra en las estrellas debe mantenerse un plasma a temperaturas enormemente altas, debe aislarse de los alrededores para protegerse del calor y la radiaci�n, que se producir�n, y atrap�rsele en un recipiente apropiado para impedir que materia y energ�a escapen.
El plasma es un fluido formado por cargas el�ctricas, y el recipiente capaz de encerrar a las cargas y de aislarlas adecuadamente es un campo magn�tico.
En este libro vamos a hablar de las cargas el�ctricas, esas part�culas que queremos atrapar con un campo magn�tico a fin de lograr con ellas la fusi�n nuclear controlada.
Veremos primero algunas propiedades de las cargas en cuanto a su comportamiento y origen. Los dos tipos de cargas y la posibilidad de ocultarlas cuando est�n cerca otras de distinto signo. La forma como se contemplan las cargas en la naturaleza se ha modificado en nuestros d�as debido a la invasi�n de nuestros hogares por la corriente el�ctrica. Comentaremos la importancia y utilidad de esta presencia. Se destaca la posibilidad de transformar energ�a el�ctrica en trabajo y viceversa.
En el cap�tulo I se ver�n los momentos culminantes de la historia de la electricidad y el magnetismo. Veremos a los osados navegantes ib�ricos convertidos en descubridores de las propiedades del magnetismo y de su campo. Aparece entonces, en 1587, quiz� la primera publicaci�n de un escrito impreso en M�xico sobre la br�jula y su aplicaci�n en la navegaci�n.
Se presenta asimismo la contribuci�n francesa, inglesa y de otros pa�ses en la creaci�n de los conceptos fundamentales del electromagnetismo y de sus aplicaciones m�s importantes.
Por �ltimo, en este cap�tulo se definen los is�topos por el n�mero de neutrones, y se presentan los elementos radiactivos como is�topos inestables; se describen las radiaciones m�s importantes emitidas y se describe la experiencia de Rutherford para conocer la existencia del n�cleo de carga positiva en el �tomo.
El cap�tulo II re�ne un conjunto de ejemplos donde se conoce el movimiento de cargas en el seno de campos magn�ticos de forma particular. Se describen ah� los movimientos helicoidales de las cargas en un campo constante. Se relata el movimiento en una geod�sica, la l�nea de menor longitud, sobre un cono en cuyo v�rtice se halla un monopolo magn�tico, y �ste sirve de modelo para explicar el espejo magn�tico, consistente en el rebote de la carga al acercarse al monopolo donde concurren y se concentran las l�neas del campo.
En el mismo cap�tulo II vemos tambi�n c�mo se evapora violentamente el Sol ba�ando al Sistema Solar de cargas el�ctricas bajo un viento continuo de corriente el�ctrica. El viento solar choca contra el campo magn�tico de los planetas, escudo protector y c�rcel fortificada en forma de cinturones de carga, los cuales quedan atrapados por la tendencia de las cargas a ensortijarse alrededor de las l�neas del campo magn�tico. Las cargas m�s en�rgicas de los cinturones de radiaci�n vencen el poder reflector de los polos Norte y Sur, e irrumpen en la atm�sfera chocando contra las mol�culas, las cuales iluminan, visti�ndose el cielo de auroras polares. Veremos a los rayos c�smicos en su viaje de entrada a la Tierra, cuando llenan de entusiasmo a los cient�ficos que quieren comprender su origen y su destino y los vemos, con las herramientas poderosas de la matem�tica y la computaci�n, intentando descubrir el secreto de sus itinerarios.
En el cap�tulo III hablamos del campo magn�tico de la Tierra y de su modificaci�n con la altura debido al viento solar. De los grandes cinturones de Van Allen que rodean la Tierra en forma de neum�ticos de autom�vil, como anillos saturnianos, y que fueron descubiertos a ra�z de las exploraciones cient�ficas por medio de sat�lites artificiales. Se leer� all� sobre la variaci�n del campo magn�tico de la Tierra, fluctuando en tama�o al paso de los siglos y dejando su huella de magnetizaci�n en las cer�micas de la Antig�edad. Pero la prehistoria del cambio del magnetismo en nuestro mundo hay que investigarla mediante t�cnicas de paleomagnetismo en las lavas volc�nicas y en los sedimentos depositados durante millones de a�os. Encontraremos as� la evidencia de inversiones en direcci�n del campo magn�tico. Como testimonio de la inversi�n reiterada del campo magn�tico en la Tierra contamos con los hallazgos de las franjas alternadas de polaridad magn�tica, localizadas paralelamente a ambos lados de la gran cresta mesoatl�ntica que une las placas africana y americana a lo largo del Oc�ano Atl�ntico y a lo largo de las otras crestas en diversos oc�anos.
El cap�tulo IV se refiere principalmente al an�lisis de los trabajos experimentales a fin de lograr el confinamiento de plasmas a altas temperaturas por medio de campos magn�ticos. Se intenta el logro de condiciones donde sea posible la fusi�n nuclear de los n�cleos ligeros que desprenden enormes cantidades de potencia, al fundirse unos con otros.
Inicialmente se pens� en la posibilidad de atrapar al plasma por medio de botellas magn�ticas. Se estaba entonces copiando a la naturaleza cuando atrapa grandes cantidades de carga en los cinturones de Van Allen, pues dichas cargas van y vienen rebotando en las concentraciones de l�neas del campo dipolar de la Tierra. Fen�meno que se repite en J�piter. Posteriormente, son usados muchos otros dispositivos ingeniosos para encarcelar al plasma radiactivo. Al paso de los a�os, el tokamak parece ganarles la carrera a los dem�s. Se basa en la idea de un tubo cerrado donde den vuelta las cargas en una corriente el�ctrica volando en el espacio y sostenidas por campos magn�ticos. Es impensable alg�n otro tipo de conductor, como el de los metales, porque ser�a derretido por las enormes temperaturas necesarias para alcanzar la fusi�n nuclear. Pero la forma del contenedor, y el procedimiento para atrapar a las cargas fue la inc�gnita que buscaba una �ptima respuesta.
Hoy estamos muy cerca de lograr la fusi�n nuclear controlada. Prometeo ha robado a los dioses las ruedas del carro del Sol.
