
Un dipolo levitado es un tipo de reactor de fusión nuclear de confinamiento magnético que generalmente utiliza un toroide superconductor levitado magnéticamente dentro de la cámara del reactor. El nombre hace referencia al dipolo magnético que se forma dentro de la cámara de reacción, similar a la magnetosfera terrestre . Se afirma que este aparato podría contener el plasma de manera más eficiente que otros diseños de reactores de fusión. [ 1 ] El concepto de utilizarlo como reactor de fusión fue introducido por Akira Hasegawa en 1987. [ 2 ]
Concepto
El campo magnético terrestre se genera por la circulación de cargas en el núcleo fundido de la Tierra. El campo dipolar magnético resultante forma una figura con líneas de campo magnético que atraviesan el centro de la Tierra, alcanzan la superficie cerca de los polos y se extienden mucho más allá del ecuador. Las partículas cargadas que entran en el campo tienden a seguir las líneas de fuerza, moviéndose hacia el norte o el sur. Al llegar a las regiones polares, las líneas magnéticas se agrupan. Este campo intensificado puede provocar que las partículas con una energía inferior a un cierto umbral se reflejen y comiencen a viajar en la dirección opuesta. Dichas partículas rebotan entre los polos hasta que colisionan con otras partículas. Las partículas con mayor energía continúan su trayectoria hacia la Tierra, impactando la atmósfera y causando las auroras boreales .
Espejo magnético
Este concepto se utiliza en el método del espejo magnético para la fusión nuclear. El espejo emplea un solenoide para confinar el plasma en el centro de un cilindro, y luego imanes en ambos extremos fuerzan las líneas magnéticas a acercarse para crear zonas reflectantes. El espejo resultó ser defectuoso; el combustible no reflejaba adecuadamente la luz en los extremos a medida que aumentaban la densidad y la energía. Desafortunadamente, las partículas con mayor energía (las más propensas a fusionarse) escapaban preferentemente. La investigación sobre grandes máquinas de espejo magnético finalizó en la década de 1980.
Espejo toroidal
El dipolo levitado puede considerarse un espejo toroidal, mucho más similar al campo magnético terrestre que el sistema lineal de un espejo tradicional. La zona de confinamiento es el área toroidal que rodea el imán central, similar a la zona que rodea el ecuador terrestre. Las partículas que se desplazan hacia afuera de esta zona experimentan una densidad magnética creciente y tienden a regresar hacia el centro, lo que contribuye a estabilizar el sistema. Las partículas con mayor energía, aquellas que escaparían de un espejo tradicional, siguen las líneas de campo a través del centro hueco del imán, recirculando de nuevo hacia la zona ecuatorial.
Esto hace que el dipolo levitado sea único en comparación con otras máquinas de fusión por confinamiento magnético . En esos experimentos, pequeñas fluctuaciones pueden causar una pérdida de energía significativa. Por el contrario, en un campo magnético dipolar, las fluctuaciones tienden a comprimir el plasma, sin pérdida de energía. Este efecto de compresión fue observado por primera vez por Akira Hasegawa (de la ecuación de Hasegawa-Mima ) después de participar en el encuentro de la Voyager 2 con Urano. [ 2 ]
Ejemplos

El concepto del dipolo levitado se concibió por primera vez cuando Jay Kesner del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Michael Mauel de la Universidad de Columbia presentaron una propuesta conjunta para probarlo en 1997. [ 3 ] Esto condujo al desarrollo de dos experimentos: el Experimento del Dipolo Levitado (LDX) en el MIT y el Experimento de Terrella sin Colisiones (CTX) en Columbia. [ 4 ]
A partir de 2026Al menos dos empresas están desarrollando reactores de fusión por confinamiento magnético basados en geometrías de dipolos levitados, ambos alimentados por reacciones deuterio -deuterio, con supresión de tritio : OpenStar Technologies, en Nueva Zelanda, fundada en 2021, utiliza levitación magnética , [ 5 ] y Deutelio, en Suiza, fundada en 2022, utiliza levitación estructural. [ 6 ] [ 7 ]
En octubre de 2024, OpenStar Technologies creó una nube de helio ionizado contenida por un dipolo levitado por un imán permanente. El plasma se gestiona mediante un imán superconductor central . El imán se preenfrió a unos 30 K (−243,2 °C; −405,7 °F) . La presión del plasma para un campo magnético dado es 13 veces mayor en una máquina dipolar que en un tokamak. La potencia de fusión potencial es más de 150 veces mayor. [ 8 ]
Referencias
- ↑ Chandler, David (19 de marzo de 2008). "El MIT prueba un enfoque único para la energía de fusión" . Noticias del MIT . Oficina de Prensa del MIT . Consultado el 8 de septiembre de 2025 .
- 1 2 Hasegawa, Akira (1987). "Un reactor de fusión de campo dipolar" . Comentarios sobre física de plasmas y fusión controlada . 11 (3): 147– 151. ISSN 0374-2806 .
- ↑ Kesner, J; Mauel, M (1997). "Confinamiento de plasma en un dipolo magnético levitado" (PDF) . Plasma Physics Reports . 23 (9): 742. Bibcode : 1997PlPhR..23..742K .
- ↑ "CTX" . sites.apam.columbia.edu . Consultado el 22 de junio de 2020 .
- ↑ Personal (2021–2026). "OpenStar Technologies Limited" . OpenStar . Wellington, Nueva Zelanda . Consultado el 29 de enero de 2026 .
- ↑ Personal (2022–2026). "Deutelio: Impulsando la innovación con Fusion" . Deutelio . Grono, Suiza . Consultado el 29 de enero de 2026 .
- ↑ Bacon, Alexandra (27 de julio de 2023). "Mapeando la industria de fusión nuclear de Europa" . Sifted . Recuperado el 29 de enero de 2026 .
- ↑ Harris, Mark (12 de noviembre de 2024). "Nuevo diseño de reactor de fusión utiliza imanes levitantes" . IEEE Spectrum . Recuperado el 25 de noviembre de 2024 .
- Fusión por confinamiento magnético