Como muitas pessoas que acabam se dedicando à física, Sophia Henneberg teve dificuldades, quando jovem, para escolher entre essa disciplina e a matemática. Ambas as matérias lhe eram fáceis e, ao contrário de muitos de seus colegas, ela as considerava divertidas. Henneberg cresceu em uma pequena cidade no centro da Alemanha e só decidiu cursar física uma semana antes de se candidatar à universidade, argumentando que isso lhe daria a oportunidade de trabalhar bastante com matemática, além de oferecer conexões com uma ampla gama de aplicações. 

No meio de sua graduação na Universidade Goethe, em Frankfurt, ela começou a cursar física de plasmas e quase que instantaneamente soube que havia encontrado sua vocação. "A maior parte da matéria visível no universo está na forma de gás quente e ionizado chamado plasma, então estudá-lo é realmente fundamental", diz ela. "E existe essa aplicação incrível, a fusão nuclear, que tem o potencial de se tornar uma fonte de energia ilimitada."

Desde cedo, Henneberg decidiu tentar tornar esse potencial uma realidade, e tem perseguido esse objetivo no MIT desde que se tornou Professora Assistente de Desenvolvimento de Carreira Norman Rasmussen no Departamento de Ciência e Engenharia Nuclear, no outono de 2025. Sua pesquisa se concentra em estelaradores — um tipo de máquina de fusão que foi ofuscado por muitas décadas por outro dispositivo de fusão chamado tokamak. Ambas as máquinas dependem do confinamento magnético — usando campos magnéticos poderosos para comprimir um plasma em um volume minúsculo, fazendo com que alguns dos átomos dentro desse aglomerado denso se fundam, liberando energia no processo. No tokamak, o plasma assume a forma de uma rosquinha. Em um estelarador, o plasma também é contido dentro de um anel arredondado, só que este se assemelha a uma rosquinha torcida.

Como candidata ao doutorado na Universidade de York (no Reino Unido), Henneberg estudou as instabilidades que podem surgir em tokamaks, onde as temperaturas do plasma frequentemente ultrapassam 100 milhões de graus Celsius e as correntes induzidas no plasma podem atingir velocidades de aproximadamente 100 quilômetros por segundo. Em um ambiente tão extremo — mais de seis vezes mais quente que o núcleo do Sol — surtos repentinos de energia, que levam a algo semelhante a pequenas erupções solares, podem romper a gaiola magnética que envolve o plasma, interrompendo o processo de fusão e possivelmente danificando o próprio reator. Henneberg começou a ouvir falar sobre estelaradores em suas aulas e, após algumas pesquisas, percebeu que “eles poderiam ser muito mais estáveis ??se fossem projetados da maneira correta”.

Em 2016, ela iniciou um pós-doutorado no Instituto Max Planck (MPI) de Física de Plasmas em Greifswald, Alemanha, integrando o Grupo de Teoria de Estelaradores. Greifswald pode muito bem ter sido o melhor lugar para ela realizar pesquisas com estelaradores, visto que o maior e mais avançado reator desse tipo do mundo, o Wendelstein 7-X (W7-X), estava localizado lá, e os experimentos estavam apenas começando no ano de sua chegada.

Sua principal tarefa no MPI era trabalhar na otimização de estelaratores, descobrindo a melhor maneira de projetar o reator para atender aos objetivos de engenharia e física — uma tarefa semelhante à de ajustar um carro para obter a máxima eficiência de combustível ou, no caso de um carro de corrida, a máxima velocidade. O interesse de Henneberg em otimização continua até hoje, permanecendo central em sua agenda de pesquisa no MIT.

“Se você quiser projetar um estelarator, há dois componentes principais que você pode analisar”, diz ela. O primeiro se relaciona ao formato da fronteira, ou gaiola, na qual o plasma será confinado. Esse formato é limitado por campos magnéticos que, por sua vez, são gerados por uma série de bobinas supercondutoras, cujo número pode variar de 4 a 50. Em estelarators, as bobinas tendem a ser curvas em vez de circulares. Isso gera torções nos campos magnéticos, mas também torna as bobinas mais complexas e provavelmente mais caras. Henneberg desenvolveu maneiras de simplificar o processo de otimização — uma das quais envolve projetar a fronteira do plasma e o formato das bobinas na mesma etapa, em vez de analisá-los separadamente. 

“Chegamos ao ponto em que o desempenho dos stellarators pode superar o dos tokamaks, porque conseguimos otimizá-los muito bem, mas é preciso esforço”, diz ela. “Não se consegue um bom desempenho com qualquer formato de rosca.”

Em um artigo de 2024 , Henneberg e seu ex-colega de Greifswald, Gabriel Plunk, introduziram a noção de um reator híbrido stellarator-tokamak. O objetivo, escreveram eles, é ao mesmo tempo “simples e convincente: combinar os pontos fortes dos dois conceitos em um único dispositivo” que supere qualquer um dos modos existentes.

Uma das principais preocupações de Henneberg no momento é explorar maneiras de converter um tokamak em um stellarator, o que basicamente envolve adicionar apenas algumas bobinas — do tipo curvado — que podem ser ligadas ou desligadas. "Essa pode ser uma maneira fácil para as pessoas da comunidade tokamak refletirem mais sobre os possíveis benefícios do stellarator", diz ela. Embora ninguém ainda tenha construído um híbrido, pelo menos uma universidade já garantiu financiamento para isso.

O interesse em estelaradores tem crescido constantemente nos últimos anos, um fato que alegra Henneberg. Quando ela começou a trabalhar nessa área, há quase uma década, o campo da otimização de estelaradores era pequeno e havia pouquíssimas pessoas com quem ela podia conversar. Hoje, há muito mais pesquisas em andamento, o que significa que mais ideias estão surgindo, juntamente com alguns resultados empolgantes. O interesse comercial também está crescendo, e Henneberg tem estado em contato com várias startups de estelaradores, incluindo a Type One Energy e a Thea Energy nos Estados Unidos e a Proxima Fusion e a Gauss Fusion na Alemanha.

“Parece-me que a maioria das novas startups hoje em dia está se concentrando em estelaradores”, diz Henneberg. “Com tantas empresas entrando nesse campo, pode parecer que as questões técnicas envolvidas na fusão já foram resolvidas, mas ainda existem muitas perguntas interessantes em aberto. Estou trabalhando em projetos aprimorados que avançam tanto a física quanto a viabilidade econômica.”

É aí que entram seus alunos. Ela acredita que parte de sua função como professora do MIT é treinar a próxima geração de especialistas em stellarators — pessoas que ajudarão, por exemplo, a projetar bobinas eficientes e fáceis de fabricar, além de aprimorar o desempenho geral do reator. 

Durante seu primeiro semestre, ela ministrou em conjunto com o professor do MIT, Dennis Whyte , o renomado curso de Projeto de Fusão (22.63) . Este curso teve uma influência notável na comunidade de fusão, resultando em nove artigos publicados com mais de 1.000 citações e inspirando a criação de diversas empresas. Na edição do outono de 2025 deste curso, os alunos foram incumbidos de comparar projetos de estelaradores com máquinas que utilizavam um método diferente de confinamento do plasma, chamado espelhos magnéticos.

Após apenas alguns meses no MIT, Henneberg ficou impressionada com seus alunos, descrevendo-os como "altamente motivados e muito divertidos de se trabalhar". Ela está confiante de que seu grupo de pesquisa em breve começará a fazer progressos.

Ela também está feliz por estar afiliada ao Centro de Ciência de Plasma e Fusão do MIT, que é internacionalmente reconhecido como um laboratório universitário líder nessa área. "É ótimo ter tantos especialistas [principalmente em tokamaks] em um só lugar, com quem posso trabalhar e de quem posso aprender", diz Henneberg. "Devido ao meu interesse em reatores híbridos, minha pesquisa se beneficiará muito de toda a experiência aqui na área de tokamaks."