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2022-09-04Alta energía y hambre de los problemas más difíciles

MIT |La pionera de la física de fusión y líder del cambio climático del MIT, Anne White, espera ayudar a “salvar el mundo con la energía nuclear”.

Anne White , una estrella de atletismo de la escuela secundaria y estudiante de despedida,   siempre ha disfrutado moviéndose rápido y superando obstáculos altos. Desde que se unió al Departamento de Ciencias e Ingeniería Nucleares (NSE) en 2009, ha producido investigaciones de fusión pioneras, ayudó a atraer a una cohorte más diversa de estudiantes y académicos a la disciplina y, durante una pandemia mundial, asumió el papel de jefa de departamento. así como co-líder de una iniciativa de todo el Instituto para abordar el cambio climático. Por su excepcional liderazgo, innovación y logros en educación e investigación, White fue  nombrada  Profesora Distinguida de Ingeniería de la Escuela de Ingeniería en julio de 2020.

Pero White declara poco interés en el reconocimiento o las promociones. “No me importan todas esas cosas”, dice ella. Ella está en la carrera por apuestas mucho más grandes. “Quiero encontrar maneras de salvar el mundo con la energía nuclear”, dice.

Abordar la turbulencia

Fue este objetivo el que atrajo a White al MIT. Su investigación, perfeccionada durante sus estudios de posgrado en la Universidad de California en Los Ángeles, involucró el desarrollo de una comprensión detallada de las condiciones dentro de los dispositivos de fusión y la resolución de problemas críticos para hacer realidad la visión de la energía de fusión: una fuente de energía generada casi ilimitada y libre de carbono. por plasma de 150 millones de grados.

Aprovechar esta forma de materia gaseosa y sobrecalentada requiere un dispositivo especial en forma de rosquilla llamado tokamak, que contiene el plasma dentro de los campos magnéticos. Cuando White entró en fusión alrededor del cambio de milenio, los modelos de comportamiento del plasma en los tokamaks no coincidían de manera confiable con las condiciones observadas o experimentales. Estaba decidida a cambiar esa imagen, trabajando con el tokamak de investigación de última generación del MIT, Alcator C-Mod .

White creía que resolver el rompecabezas de la fusión significaba controlar la turbulencia del plasma, el proceso mediante el cual las partículas atómicas cargadas, al salir del confinamiento magnético, transportan el calor desde el núcleo hasta los bordes fríos del tokamak. Aunque los investigadores sabían que la energía de fusión depende de contener y controlar el calor de las reacciones del plasma, White recuerda que cuando comenzó la escuela de posgrado, “no se aceptaba ampliamente que la turbulencia era importante y que era fundamental para el transporte de calor. Ella "sintió que era fundamental comparar las mediciones experimentales con los modelos físicos de principios básicos, para que pudiéramos demostrar la importancia de la turbulencia y dar a los modelos tokamak una mejor capacidad predictiva".

En una serie de estudios innovadores, el equipo de White creó las herramientas para medir la turbulencia en diferentes condiciones y desarrolló modelos computacionales que podrían explicar las variaciones en la turbulencia, todos validados por experimentos. Fue una de las primeras científicas de fusión en realizar experimentos y realizar simulaciones. “Vivíamos en el dominio entre estos dos mundos”, dice ella.

Los modelos de turbulencia de White abrieron enfoques para manejar la turbulencia y maximizar el rendimiento del tokamak, allanando el camino para dispositivos de energía de fusión de energía neta, incluido ITER, el experimento de fusión más grande del mundo, y SPARC , un tokamak compacto de alto campo magnético, una colaboración entre Centro de Fusión y Ciencia de Plasma del MIT   y  Commonwealth Fusion Systems .

Enfocado con láser en la turbulencia

Al crecer en la ciudad desértica de Yuma, Arizona, White pasaba su tiempo libre al aire libre, haciendo caminatas y acampando. “Siempre estuve en el espacio de proteger el medio ambiente”, dice ella. Hija de dos abogados que le enseñaron a “argumentar rápida y eficientemente”, se destacó en matemáticas y física en la escuela secundaria. Obtuvo un título completo en la Universidad de Arizona y tenía la intención de seguir un camino en la ciencia, uno en el que pudiera abordar problemas como el calentamiento global, como se lo conocía entonces. La física parecía la concentración natural para ella.

Pero hubo un retroceso inesperado. El asesor de física creía que sus calificaciones en física eran mediocres. “Dije, A quién le importa lo que piense este tipo; Tomaré clases de física de todos modos”, recuerda White. Ser tenaz y de "piel gruesa", dice White, resultó ser un cambio de vida. “Estudié física nuclear, que me abrió los ojos a la fisión, que luego me puso en el camino de la comprensión de la energía nuclear y los sistemas nucleares avanzados”, dice. Las clases de matemáticas la introdujeron a los sistemas caóticos y decidió que quería estudiar la turbulencia. Luego, en una reunión de la Sociedad de Estudiantes de Física, White dice que asistió a la comida gratis, aprendió sobre la fusión.

“Me di cuenta de que esto era lo que quería hacer”, dice White. “Me concentré totalmente en las turbulencias y los tokamaks”.

En UCLA, comenzó a desarrollar instrumentos y métodos para medir y modelar la turbulencia del plasma, trabajando en tres reactores de investigación de fusión diferentes y obteniendo becas del Departamento de Energía (DOE) durante sus años de grado y posgrado en ciencias de la energía de fusión. En el MIT, recibió un premio DOE Early Career Award que le permitió formar un equipo de investigación que ahora considera su "legado".

A medida que ampliaba su cartera de investigación, White también tenía la intención de incorporar la fusión en el plan de estudios de NSE a nivel de pregrado y posgrado y, en términos más generales, hacer de NSE un destino para los estudiantes preocupados por el cambio climático. En reconocimiento a sus esfuerzos, recibió el premio Junior Bose Teaching Award 2014. También ayudó a diseñar el curso EdX, Ingeniería nuclear: ciencia, sistemas y sociedad, presentando a miles de estudiantes en línea el potencial del campo. “Tengo que estar en el salón de clases”, dice ella. “Tengo que estar con los estudiantes, interactuar y compartir conocimientos y líneas de investigación con ellos”.

Pero incluso cuando profundizó su compromiso con la enseñanza y con su investigación de fusión, que estaba ayudando a estimular el desarrollo de nuevas tecnologías de energía de fusión, White no pudo resistirse a lanzarse a una nueva empresa consecuente: presidir el departamento. “Suena cursi, pero lo hice por mi hijo”, dice. “Puedo ser útil trabajando en fusión, pero pensé, ¿qué pasa si puedo ayudar más al capacitar a otras personas en todas las áreas de la energía nuclear? Este departamento me dio tanto que quería retribuir”.

Aunque la pandemia golpeó solo unos meses después de que ella asumiera el cargo en 2019, White impulsó al departamento hacia un nuevo plan estratégico. “Capta toda la urgencia y la pasión de la facultad, y es atractivo para los nuevos estudiantes, con más estudiantes de pregrado inscribiéndose y más estudiantes de posgrado postulando”, dice ella. White ve que el departamento avanza en los objetivos más amplios del campo, "articulando por qué la energía nuclear es fundamentalmente importante en muchas dimensiones para la generación y la electricidad libre de carbono". Esto significa involucrar a los estudiantes en tecnologías de fisión avanzadas, como baterías nucleares y pequeños reactores modulares, así como brindarles una educación en fusión que ayudará a catalizar una industria energética naciente.

Inquieto por un reto

White siente que todavía está creciendo en el rol de liderazgo. “Soy muy entusiasta y, a veces, demasiado intensa para las personas, así que tengo que controlarme durante las conversaciones desafiantes”, dice. Recientemente completó un curso de liderazgo en la Escuela de Negocios de Harvard.

Como copresidenta recientemente nombrada del Núcleo Climático del MIT (junto con la profesora Noelle Selin), encargada de supervisar las iniciativas del campus del MIT sobre el cambio climático, White dice que recurre a un repertorio de habilidades que le resultan naturales: escuchar atentamente, generar consenso, y ver valor en la diversidad de opiniones. Ella es optimista acerca de la movilización del Instituto en torno a objetivos para reducir la huella de carbono del MIT, “utilizando todo el campus como un laboratorio de investigación”, dice.

En medio de este impulso, White continúa avanzando en proyectos que le preocupan, como hacer que la educación en física nuclear sea más accesible. Desarrolló un módulo en clase que involucra un detector de partículas simple para medir la radiación de fondo. “Cualquier estudiante de secundaria o universitario podría construir este experimento en 10 minutos y ver cúmulos de partículas alfa y muones”, dice.

White también planea organizar "Rising Stars", una conferencia internacional destinada a ayudar a los grupos subrepresentados a romper las barreras de entrada en el campo de la ciencia y la ingeniería nucleares. “Los grandes desafíos intelectuales como salvar el mundo atraen a todos los géneros y orígenes”, dice ella.

Estos proyectos, sus deberes departamentales e institucionales y, más recientemente, un nuevo trabajo como presidenta  del Comité Asesor de Ciencias de la Energía de Fusión del DOE le  dejan muy poco tiempo para una vida fuera del trabajo. Pero ella hace tiempo para caminar y hacer mochileros con su esposo y su hijo pequeño, y para leer los últimos libros escritos por colegas de la facultad, como "The New Breed", de la investigadora de robótica de Media Lab, Kate Darling, y "When People Want Punishment", de Lily Tsai, Profesora Ford de Ciencias Políticas. “Hay tantas cosas que no sé y quiero entender”, dice White

Sin embargo, incluso en su tiempo libre, White no disminuye la velocidad. “Es inquietud: me encanta aprender, y cada vez que alguien dice que un problema es difícil o imposible, quiero abordarlo”, dice. Ella cree que no hay tiempo libre cuando el objetivo es "resolver el cambio climático y amplificar el trabajo de otras personas que intentan resolverlo".

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