Era un sargento de 24 años destinado en una isla del Pacífico, sin estudios universitarios. Escribió al Kremlin una propuesta secreta con dos ideas: una bomba de hidrógeno y una central que funcionara como el Sol.

Un libro de física nuclear en séptimo curso

Oleg Lavrentiev nació en 1926 en Pskov, en el noroeste de Rusia, en una familia de origen campesino: su padre era oficinista en una fábrica y su madre, enfermera. En 1941, cuando cursaba séptimo, leyó un libro de introducción a la física nuclear y quedó atrapado por el tema. La guerra interrumpió cualquier plan: a los 18 años se alistó voluntario como observador de reconocimiento y combatió en los países bálticos, donde recibió condecoraciones. Terminada la guerra, lo destinaron a la guarnición de Poronaisk, en la isla de Sajalín, en el extremo oriental de la Unión Soviética. Allí se reconvirtió en radiotelegrafista, alcanzó el grado de sargento y descubrió una biblioteca con manuales técnicos y libros universitarios. Con su paga de soldado encargaba libros a Moscú y se suscribió a Uspekhi Fizicheskikh Nauk, la revista de la Academia de Ciencias pensada para investigadores y profesores de física.

Dos ideas en un sobre secreto

En 1948, sus superiores le encargaron preparar una charla sobre física nuclear para la tropa. Aquellos días de preparación le sirvieron para ordenar sus ideas, y escribió una carta al Comité Central del Partido. La respuesta de Moscú fue insólita: ordenaron darle un espacio donde trabajar, y en una habitación custodiada redactó su propuesta, que envió por correo secreto en julio de 1950. Tenía dos partes. La primera describía una bomba de hidrógeno basada en deuteruro de litio, un compuesto sólido que almacena el combustible de fusión. La segunda era la verdaderamente original: una forma de obtener electricidad de una reacción termonuclear controlada, manteniendo el plasma, el gas a decenas de millones de grados en el que los núcleos pueden fusionarse, lejos de las paredes mediante un campo eléctrico creado por rejillas cargadas.

El ángulo que rara vez se cuenta: el soldado que dio la chispa y se quedó fuera del laboratorio

La propuesta llegó al Comité Central el 29 de julio de 1950, y el 18 de agosto Andréi Sájarov, que trabajaba en secreto en el arma termonuclear soviética, envió su informe. Elogió la iniciativa creativa del autor y pidió discutirla a fondo, pero vio el problema: el plasma acabaría tocando los electrodos, que no podrían resistirlo. Según contó él mismo en sus memorias, conocer aquel trabajo le llevó a proponer otra solución, aislar el plasma de las paredes con un campo magnético. En octubre, Sájarov y su antiguo director de tesis, Ígor Tamm, habían completado el primer estudio detallado de un reactor de fusión con confinamiento magnético en forma de anillo, y en enero de 1951 se pidió financiación para construirlo. Lavrentiev, mientras tanto, fue desmovilizado, entró en la Facultad de Física de la Universidad de Moscú y fue llamado al Kremlin por Lavrenti Beria, jefe del programa atómico, que le concedió una habitación, una beca y acceso a la bibliografía que pidiera. Pero tras el ensayo soviético del 12 de agosto de 1953, un artefacto termonuclear basado en deuteruro de litio, mientras otros participantes recibían premios y ascensos, a él se le negó la entrada al laboratorio y tuvo que escribir su trabajo de fin de carrera sin acceso a los experimentos y sin director. Aun así, se graduó con honores. En 1956 lo enviaron al Instituto de Física y Tecnología de Járkov, en Ucrania, donde dedicó su vida a las trampas electromagnéticas para plasma. Su prioridad no se reconoció públicamente hasta 2001, cuando la revista Uspekhi publicó su propuesta enviada desde Sajalín, el informe de Sájarov y las órdenes de Beria, guardados como secretos en el archivo presidencial ruso. Recibió el título de doctor en 2004 y murió en Járkov el 10 de febrero de 2011, a los 84 años.

La física de una jaula magnética

El plasma es un gas en el que los electrones se han separado de los núcleos, de modo que sus partículas tienen carga eléctrica. Un campo magnético no las detiene, pero las obliga a girar en espiral alrededor de sus líneas de fuerza, por efecto de la llamada fuerza de Lorentz: las partículas pueden avanzar a lo largo de las líneas, pero les cuesta cruzarlas. Si las líneas se cierran sobre sí mismas en forma de anillo, el plasma queda atrapado sin tocar las paredes. El problema es que, en un anillo, el campo es más intenso en la parte interior que en la exterior, y esa diferencia hace que las partículas deriven y escapen. La solución soviética fue hacer circular una enorme corriente eléctrica por el propio plasma, que genera un segundo campo y retuerce las líneas en forma de hélice, de modo que cada partícula pasa alternativamente por el interior y el exterior del anillo y las derivas se compensan. De ahí el nombre, un acrónimo ruso de «cámara toroidal con bobinas magnéticas». El primer tokamak, el T-1, funcionó en el Instituto Kurchátov en 1958, y en 1968 el T-3 alcanzó temperaturas tan superiores a las de cualquier máquina occidental que la Unión Soviética invitó a un equipo británico a medirlas con sus propios instrumentos. Lo confirmaron, y desde entonces el tokamak domina la investigación en fusión.

Por qué importa hoy

El gran objetivo pendiente se resume en un número, Q, la relación entre la energía que liberan las fusiones y la que hay que inyectar en el plasma para mantenerlo caliente. Ningún tokamak ha superado todavía Q igual a 1: el récord lo tiene desde 1997 el europeo JET, con 0,67. Solo la instalación láser NIF, en Estados Unidos, lo cruzó en diciembre de 2022, con otra tecnología y consumiendo de la red muchísima más energía de la que liberó. A finales de agosto de 2026, Commonwealth Fusion Systems, nacida del MIT, publicó una nota en la que explicaba por qué confía en lograrlo con SPARC, el tokamak compacto que construye en Devens, Massachusetts, diseñado para alcanzar una ganancia de alrededor de 11, de modo que tiene margen de sobra sobre el umbral. Sus imanes de superconductores de alta temperatura, capaces de generar campos de unos 20 teslas, permiten una máquina mucho más pequeña que los tokamaks convencionales. Después debería llegar ARC, una central de 400 megavatios en Virginia, a la que Google se comprometió en 2025 a comprar 200 megavatios de electricidad. La competencia es global: China, cuyo tokamak EAST mantuvo en enero de 2025 un plasma estable durante 1.066 segundos, construye en Hefei el BEST, que aspira a un plasma en combustión hacia 2027, mientras ITER, el gran tokamak internacional de Cadarache, cerró este verano dos campañas de reparación que lastraban su calendario, con la operación plena prevista para mediados de la próxima década. Todas esas máquinas descienden de la corrección que Sájarov hizo a la propuesta de un sargento autodidacta. Setenta y seis años después, la pregunta que Lavrentiev escribió en una habitación custodiada de Sajalín, cómo encerrar un pedazo de Sol en una caja, se acerca a su primera respuesta afirmativa.