罐子里的精灵冷聚变的“发现”

通过A.K.德沃德1997年

1989年3月23日,化学家马丁·弗莱希曼和斯坦利·庞斯宣布,他们已经实现了数百名核物理学家未能实现的目标:可持续的核聚变,这颠覆了科学界。如果这对情侣能在罐子里抓到一个精灵的话,这一宣布也不会比这更令人震惊了。在庞斯的家乡犹他大学举办的新闻发布会上,两位化学家描述了他们的仪器。不是价值十亿美元的热熔反应堆而是一个简单的玻璃电解池,一些重水,一个钯电极和一个铂电极。这套设备的总费用大约为一百美元。

将两个原子的融合成一个释放巨大的能量,甚至超过单个原子的裂变成两个。通过核融合操作的氢炸弹,比同一质量的原子弹释放出更多的能量。虽然科学家在构建了第一个原子弹之前,在构建了第一枚原子弹之前,但事情就是融合。第一个成功的氢炸弹试验后几十年,科学家们尚未建立一个成功的融合反应堆。

对于一个日益依赖能源的世界来说,核聚变反应堆将被证明是一个不可估量的福音。与核裂变不同,核聚变过程不需要像铀这样的外来重金属。它可以用像氢这样的简单原子,将它们融合成像氦这样的新原子,本质上就是太阳中心发生的事情。既然我们目前所享受的几乎所有的能量都直接或间接地来自太阳,我们可以说,从人类在地球上的生命开始,我们就一直在使用一个巨大的聚变反应堆。至少可以说,离家较近的聚变反应堆的燃料是充足的。每个水分子含有两个氢原子。成功的、可持续的核聚变,尽管确有其可能,却有一种神奇的氛围。它将是一个真正的精灵,能够满足任何和所有的能量愿望在一个开关轻弹。

我们可能称之为“热熔融合”的过程将在巨大的热量和压力下一起驱动原子来确保融合。目前的设计不需要罐子,但像巨大的甜甜圈形状的船只一样,叫做托卡马克。在Tokamak内部,由强大的磁场持续的复杂等离子设置了原子和粒子的疯狂舞蹈,这些颗粒在统计上保证在等离子体中产生两个核之间的碰撞。巨大的能量是必要的,因为原子核有类似的收费并互相排斥。然而,一旦原子开始保险丝,释放的能量就会保持过程进行并提供超大的能量。在1989年3月由Fleischmann和PON的地球摇动宣布时,核物理学家已经将融合精灵哄骗进入只有几个反应堆的核心,并且只有最短暂的出场,一次毫秒。

人们对这一消息的反应从兴奋和贪婪到恐惧和嘲笑不等。因为弗莱希曼和庞斯都是受人尊敬的科学家,各自都有许多以自己名字命名的出版物,所以媒体有把握地宣布一个廉价而丰富的能源新时代的到来。看电视新闻的普通人对未来充满了信心。财富500强公司都竖起了耳朵。罐子里的聚变?是时候开始了。在新闻发布会后的数小时内以及之后的数天里,犹他大学接到了大量电话,其中很多公司都表示愿意广泛使用这项技术——作为交换条件,他们要获得许可证!

私下里,不少核物理学家认为他们的同事已经核实了这个发现,他们感到既惊讶又失望。想象一下!没有任何高科技设备,没有任何广泛的理论,都是必要的。一对自作聪明的化学家抢先了他们一步,让整个热核聚变的努力看起来很可笑。但当他们了解到更多关于弗莱施曼-庞斯实验的细节时,他们变得越来越怀疑。这有点像听说有人用一个汤罐造了一个核反应堆。怀疑论者有很多疑问。一方面,弗莱施曼和庞斯肯定发现了从他们的罐子里流出的大量中子或质子。他们吗?他们有没有发现任何典型的核聚变产物,比如氦或它的同位素?

不少化学家意识到,多年来,一流的物理学家占据了新闻头条的绝大部分,他们可能会时不时地为物理学家的某种优越感感到恼火。毫无疑问,当他们想到用一个简单的电解池来取代那些花哨的热聚变反应堆时,一定会感到高兴。

弗莱施曼和庞斯的实际声明,甚至是他们在会议上分发的文件,都缺少令人抓狂的细节。在消息公布的几天内,世界各地成百上千的科学家试图重复这个实验。虽然许多实验室声称已经复制了弗莱施曼和庞斯的结果,但更多的实验室没有。事实上,许多更仔细的复制尝试都失败了,因此这个实验被认为是不可重复的,从表面上看是一种大罪。然而,整个故事分为两部分。一个是技术上的,另一个是人类。

Fleischmann和Pons报告说,他们的电解电池产生的热量比消耗的要多。他们也报告了中子,但能量和数量都不正确,远低于物理学家的预期,如果这对科学家真的抓住了罐子里的聚变精灵的话。对异常热量和低中子计数的解释后来出现在相当大的冷聚变文献中。梦死了吗?我最后会讲到。与此同时,故事的另一半揭示了弗莱施曼和庞斯是如何相信他们已经抓住了聚变精灵。他们已经意识到,其他人可能觉得这个实验无法重复。很多时候,即使是它们自己的细胞也不能产生多余的热量。他们对冷聚变这一令人沮丧但显然不可避免的特性的反应,说明了当或多或少的普通人陷入不寻常事件中时会发生什么。弗莱希曼和庞斯失去了科学上的耐心。 They gambled.

精灵之梦

这是Fleischmann,他们首先梦想​​着在罐子里使用融合。作为电化学师,他非常了解通过化学溶液的小电流如何有时会导致反应,否则会要求各种情况。例如,将氯化钠(表盐)分成其组成原子的钠和氯通过单独的热量将需要40,000摄氏度的温度。但是如果一个人仅将盐溶解在普通水中并通过它通过它,钠和氯原子将分离成离子,带电原子具有过量或缺陷的一个电子。

多年来,Fleischmann一直受到金属钯的近乎魔法力量的兴趣。当用作电极时,它可以像海绵一样浸泡氢离子。如果足够的离子进入钯,他们将被迫融合?在L984中,他刚刚从英格兰南安普敦大学提前退休。那一年,他访问了他的前学生和Orstwhlile CoreSearcher,犹他州,两者已经在其他化学领域发表了众多论文,但这一次,融合在他们的脑海里。Fleischmann想知道它是否没有时间在这个狂野的想法上拍摄传单。Fleischmann说,在Pons的厨房里一杯威士忌威士忌,“这是十亿到一次机会。我们要这样做吗?“Pons回答说:“让我们走吧。”

两人已经做了一些图书馆搜索,最终发现了一些有趣的线索,表明低能量聚变可能是可能的。他们知道自己不是第一个做梦的人吗?

1926年,两位德国科学家,Friedrich Paneth和Kurt Peters在《自然科学杂志》上报道了氢自发转化为氦的现象。这一声明在当时引起了不小的轰动,不是因为它意味着免费的核能,而是因为它意味着一种新的氦气来源,可以用作飞船和飞艇的安全举升气体。当时,氦极其稀有,难以生产。Paneth-Peters法涉及到用研磨好的钯吸收氢气。他们俩测量了这个过程中明显产生的少量但相当确定的氦。然而,后来,当另一名研究人员仔细地重复实验,发现氦是由实验的玻璃器皿释放时,他们不得不收回他们的声明!

1927年,瑞典科学家John Tandberg试图将Paneth-Peters法应用于电解。普通的水是氢离子的来源。电解容器中的电流迫使氢进入一个钯电极,Tandberg认为它将被金属催化,在这个过程中产生“氦和有用的反应能量”。在一份专利申请中,他声称发现了“效率的显著提高”,这意味着反应消耗的能量似乎比它应该消耗的要少,这暗示了一些能量确实被产生了。Tandberg的申请被拒绝了,理由是他对过程的描述过于简略。

也许是因为第一次成功的氢弹试验,20世纪50年代见证了对核聚变的兴趣激增。与当时正在进行的热聚变研究工作并行的是,人们仍然在寻找一条获得无限能源的简单途径。1951年,阿根廷独裁者胡安·庇隆(Juan Peron)宣布,在前纳粹科学家罗纳德·里希特(Ronald Richter)的指导下,一个秘密的国家研究机构成功地测试了一个核聚变反应堆。当他们的努力被发现是假的时,里克特就被逮捕了,参与这个项目的300名科学家也被遣送回家。这个“反应堆”由一个巨大的舱室组成,舱内有一个火花隙,用来点燃氢气和锂气体混合物中的聚变反应。除了将氢或氘注入金属之外,还有另一种方法可以实现低能聚变。1947年,英国物理学家查尔斯·弗兰克发现了一种新粒子,他将其称为μ介子。新粒子的电荷与电子相同,但质量是电子的207倍。除此之外,这意味着一个介子氢原子(重介子在其围绕单个质子的轨道上取代了轻电子)的直径将是一个普通氢原子的1/207,这样的原子可以被拉近得更近,在它们经历了阻止原子核彼此靠得太近的斥力之前。 Physicists theorized that such atoms might fuse more readily. In 1956 Louis W. Alvarez at the University of California at Berkeley actually observed muons catalyzing the fusion of deuterium atoms. The finding was genuine but the method did not lead to a fusion reactor; the cost of producing muons was (and remains) too great.

弗兰克和阿尔瓦雷斯的工作开始了一系列合法的研究,一直持续到今天。物理学家史蒂文·琼斯(Steven Jones)是这一领域的最新研究人员之一,他本人后来成为一种更人性化的反应的催化剂。琼斯在杨百翰大学(Brigham Young University)工作,在犹他大学(University of Utah)以南仅50英里的地方,他已经在研究介子催化的冷聚变,但在同事保罗·帕尔默(Paul Palmer)的敦促下,他最近改变了研究方向。1986年,琼斯和帕尔默开始用普通水试验电解电池,然后是10%的重水和各种其他混合物。琼斯认为他探测到了从电池中释放出的过量中子,但他的中子探测器太粗糙,测量不够精确。他花了一年半的时间建造了一台精密的中子谱仪,到1988年,他已经准备好证实他早些时候的发现,即他的电解池中有略微过量的中子(高于本底水平)。回到我们的主题。

1984年,当弗莱希曼和庞斯开始他们的第一次冷聚变实验时,他们同意秘密工作。部分原因无疑是同事发现他们古怪的项目时可能会感到尴尬。此外,要在官方的基础上进行实验,特别是如果他们要寻求资金,他们必须遵守麻烦的大学程序,这些程序旨在保护科学家、实验对象和整个世界免受各种危险,包括核危险。在决定以这种方式工作的过程中,两人开始了一种模式,这种模式将一直持续到这次重大新闻发布的时间,甚至更久。对保密的痴迷,尤其是后来当他们认为自己正在定期见证核聚变时,会对他们的工作产生重要影响。

在庞斯的家中进行了一些初步实验后,两人将实验地点搬到了犹他大学化学大楼地下室的实验室。他们的第一次严肃实验是为了探究这种可能性而设计的。他们从简单的电解电池开始,使用氘化锂作为电解液。这是锂(仅次于氦的重元素)、氘和氧的化合物。当然,他们用一小块钯作为阴极。他们有他们认为很好的理论理由来相信钯会发生核聚变。用一个叫做能斯特方程的公式;他们计算出,当钯完全充满氘时,这种金属将对粒子施加约1027个大气压的巨大压力,远远超过今天热聚变反应堆所能达到的压力。这自然使这对夫妇兴奋起来,并进一步提高了他们的期望。后来的事实证明,他们误用了这个公式。 The actual pressure predicted by the formula was well below the one required for fusion.

Fleischmann和Pons知道如果融合在他们的细胞中,中子可能会从钯中散发出来。它们安装了一种用作原子反应器附近的安全监视器的类型的简单中子探测器。作为电化学家,当然,它们比辐射更感兴趣。它们浸入量热仪中,基本上是水浴保持在恒定温度。电池和浴之间的温差会告诉他们一个热量从细胞逃逸的概念。使用标准公式,它们可以将离开细胞的热量转换为瓦特,是热量中所含的功率的量度。进入电池的电流和电压,当乘以一起时,也为瓦特提供了一个数字。他们只需要比较两个数字来了解细胞是否实际上产生更多的力量。因为实验不是官方的,他们为大多数材料和设备自身支付。

当他们耗尽他们的实验时,他们发现他们的惊奇和很高的喜悦,有时他们的设备产生过多的热量,而不是它们可以根据从电源流过细胞的充电电流来解释。它还超过了任何已知的化学反应引起的热量。这种现象是难以捉摸的,只有在钯阴极充电几天或更长时间后出现。他们开始指的是阴极,似乎产生过多的热量为“活着”,其他阴极是“死亡”。经过经验丰富的科学家,Fleischmann和Pons意识到电解的一些微妙效果或其测量中的一些缺陷可能只是对看似现象负责。在早期期间,他们缓慢进行,好像不愿意被吸引到虚假希望的离合器中。

但是在地下室实验室发生了一晚发生的事情,而实验跑了不明:其中一粒细胞爆炸,严重损害地板和一些附近的设备。弗莱斯曼当时在英格兰出发,这个事件激发这两者的程度几乎无法想象。PON直接打叫Fleischmann。Fleischmann或多或少立即反应是:“我们最好在电话上谈论这个。”Genie签署了这项访问吗?

这个活动在命运新闻发布会之后成名。冷融合支持者将其作为核爆炸的证据引用。冷融合怀疑论认为最可能的解释涉及钯内的天然腔。即使在NERNST方程所示的相对低的压力下,腔内的氘的积聚可能很可能在氘浓度达到金属的应变极限时足以爆炸块。Fleischmann和Pons决定缩放实验,从较早的钯块替换圆柱形钯箔。一个新的兴奋抓住了这对,他们开始认真工作。

新的冷融合细胞

在这个阶段,他们的典型实验出现了。他们将允许电池运行几天,用氘给钯“充电”,然后开始仔细测量温度,看电池是否产生热量。在某些情况下,细胞似乎产生了过剩的热量,通常在10%到25%之间。通过一个他称之为“放大”的过程,Fleischmann根据这些数据提出了一个理论,一个更大的电池加上更大的钯电极,每输入1瓦电能,电池就会产生4瓦的热量。两人在3月23日的新闻发布会上引用这些数字,就好像他们真的实现了这些数字。

简单的中子探测器有时也显示出中子计数似乎超过本底水平(由同一仪器测量)。有一次,计数比背景水平高出50%。他们俩肯定已经意识到,即使是模糊的意识到,如果聚变发生在他们的细胞里,那么释放的热量应该伴随着比他们探测到的更多的中子。

钓到一只旧靴子的渔夫非常兴奋。它可能不会打架,但如果它很重,他可能会想,“我有东西!”弗莱希曼和庞斯所测量到的热量远远超过了他们所能想到的任何化学反应。他们一边含糊地建立理论,一边简单地假设了一个“未知的核过程”,这个过程会产生相对较少的中子,甚至根本不会产生中子。因为他们的实验有时要花上几周的时间,需要在钯电极充电时等待很长时间,所以两人继续从事其他科学和专业活动。生活照常进行,但是每个人心里都有一个可怕的秘密。他们有一些东西。

钓到一只旧靴子的渔夫非常兴奋。它可能不会打架,但如果它很重,他可能会想,“我有东西!”弗莱希曼和庞斯所测量到的热量远远超过了他们所能想到的任何化学反应。他们一边含糊地建立理论,一边简单地假设了一个“未知的核过程”,这个过程会产生相对较少的中子,甚至根本不会产生中子。因为他们的实验有时要花上几周的时间,需要在钯电极充电时等待很长时间,所以两人继续从事其他科学和专业活动。生活照常进行,但是每个人心里都有一个可怕的秘密。他们的研究结果有一些时断时合的性质,但也决定了一些有用的冷聚变反应堆的设计限制。要同时改变这么多参数,需要大量的电池和大量精密的设备,更不用说一个新的中子计数器了。两人决定起草一份拨款提案,随后提交给美国能源部(DOE)的基本能源计划。

在这一点上,有事情正常进行。Fleischmann和Pons将在适当时候收到DoE Grant,并完成了新的实验套件。他们可能已经发现,没有参数的组合会导致可靠可重复的实验。他们甚至可能会被剥夺核物理学家的信心。当然,当你认为你坐在有史以来最重要的科学发现时,很难把任何人带入你的信心。事实上,它必须长时间才能换句话说,以描述他们在不解释他们记住的应用程序的情况下。

它只需要超过正常的自我来解释接下来发生的事情。如果你认为你坐在有史以来最重要的科学发现中,你害怕其他研究人员可以打败你。在附近的Brigham Young University进入Steven伯爵琼斯,这位科学家们在追求低能量融合的情况下,最近建造了一个新的中子谱仪。

能源部把弗莱施曼和庞斯的拨款提案交给琼斯裁决,这听起来可能很巧合,但选择琼斯是自然的。琼斯以他在低能量聚变方面的工作而闻名,他有良好的研究记录,并为能源部评估过其他提案。琼斯读了那份建议书后,吞吞吐吐。50英里外的两名化学家提议进行与他惊人相似的实验。琼斯采取了前所未有的步骤,询问能源部的资金主管,如果有任何反对意见,他联系申请人。琼斯想要联系这对夫妇的愿望似乎是由一种慷慨的精神所激发的。也许他们会想用他的新中子谱仪。他们可以考虑与他合作,或者至少协调出版物。无论如何,琼斯并不认为自己坐等了千年的发现。

当琼斯联系Fleischmann和Pons在1988年秋天时,事件的步伐很大。计划在1989年5月在1989年5月讨论美国物理社会会议的琼斯提前提交了一个摘要。他们的双手现在被迫,弗里斯克服和帕恩在他的Brigham年轻实验室讨论了他们的结果后,这三人同意提交单独的手稿。同时,3月24日至着名的科学杂志自然。

这次会议对所有三个参与者的影响只能靠他自己的猜测。很明显,这两组实验只是加强了每个科学家的印象,即他是在正确的轨道上。与此同时,该协议也为猜疑提供了温床。如果另一方食言并先发表了文章怎么办?例如,Fleischmann和Pons在没有告诉Jones的情况下,在3月24日前将一篇关于冷聚变的论文寄给了《电分析化学杂志》,这是否违反了该协议的精神(如果不是信)?进入大学管理员。

当PONS首次接近犹他大学的彼得森总统宣布他和Fleischmann显然发现了一个在室温下产生融合的过程,通过上部梯度蔓延的大兴奋。如果冷融合是现实,并且弗里斯施曼和帕的索赔是正确的,大学将变得非常着名和富裕。但在分享财富梦想和对此对的梦想中,大学变得容易受到同样害怕被舀的。保密的空气蔓延到行政办公室。

首先,犹他大学的管理人员和法律人员对附近的杨百翰大学(Brigham Young University)的史蒂文•琼斯(Steven Jones)感到担忧。几乎从他们自己的两位化学家和杨百翰大学的两位物理学家接触开始,这两所大学之间就有了平行的接触。然而,相比杨百翰大学(Brigham Young)的管理人员,犹他大学(University of Utah)的管理人员对该校的财务前景要兴奋得多。琼斯声称,他自己的实验中没有多余的热量,只有勉强超过本底水平的低水平中子发射。另一方面,如果有值得分享的荣誉,布里格姆青年党不准备让位于任何人

就在犹他大学(University of Utah)的律师们开始提交专利申请的时候,这两组管理者就双方的意见达成了一致。3月6日,两所大学的校长与琼斯、弗莱施曼和庞斯在杨百翰会面,讨论出版事宜上的合作。所有人都同意,3月24日,这两个研究小组将各自向《自然》杂志提交一篇论文,并用同一个快递包裹寄出。

不久之后,犹他大学受到了惊吓。还是因为担心媒体已经听说了冷聚变的传言?琼斯的工作会削弱他们的专利主张吗?校方突然决定在3月23日召开新闻发布会,也就是两篇论文提交日期的前一天。

危机到了紧要关头。他们决定召开新闻发布会,甚至没有通知他们自己的物理系!琼斯仅提前一天得知会议的消息,他感到非常失望。就他而言,3月6日的协议排除了这样的宣布。庞斯和弗莱施曼不这么认为,犹他大学的管理人员也不这么认为。事实上,在新闻发布会后不久,一位记者在3月6日的会议上问犹他州的一位负责人,他是否知道其他地方有类似的工作。回答是否定的。

在记者招待会之前,弗莱希曼既有好消息,也有坏消息。一方面,能源部已经批准了他们32.2万美元的资助申请,《电化学分析化学杂志》也接受了他们的论文。那个能证实他们的发现并与科学世界相符的人。毕竟,在正常情况下,科学家必须首先发表论文,然后等待同行对他们的工作进行审查。坏消息是中子数据。他们需要确认中子,但不希望琼斯来确认,因为这意味着琼斯将分享荣誉。弗莱施曼联系了他在英国原子研究机构哈维尔的朋友,看看他们能否复制他的装置并测量中子。尽管哈维尔未能及时遵守,但这个著名的英国核实验室开始了密集的秘密实验,一直持续到当年6月。与此同时,弗莱希曼和彭斯聘请了一位放射学家,在发热细胞附近测量伽马射线。

Fleischmann和Pons觉得他们需要另外十八个月的安静研究,但事件似乎越来越多的手。他们赌博中的赌注突然翻了一番。这是打赌几年的兼职研究,对Fleischmann称为“十亿到一个”的机会。只要没有人知道,如果这一切都没有,那么对声誉的损害将是最小的。但现在他们有很多才能失去。他们显然决定充分利用糟糕的情况,然后打破。如果他们真的捕获了一个罐子里的融合精灵,他们所要做的就是宣布他们的发现和其他科学家,尤其是物理学家将仅仅确认发现。他们永远是荣耀的。

噩梦

它始于灯光、摄像机和比庞斯和弗莱施曼想象的更多的动作。1989年3月23日在犹他大学举行的新闻发布会,邀请了各大网络和通讯社的代表,以及各大报纸和杂志的记者。在此基础上,弗莱希曼和庞斯宣布,他们已经在一个罐子里实现了持续聚变。他们特别暗示说,他们的实验很容易复制,而且将其放大到有用的反应堆大小也没有什么特别的困难。世界各地的头条新闻都在鼓吹廉价和无限能源新时代的到来。在耀眼的灯光和不断的问题中,弗莱希曼和庞斯一定感觉像“热力二人组”,一些记者这样称呼他们。他们一夜之间成了大明星。

这种兴奋的时刻一直持续到晚上,一直持续到第二天,甚至持续几个星期。与此同时,世界各地的科学家都在试图了解更多关于这个实验的信息。对信息的需求通过邮件、电子邮件和电话涌入犹他大学。牢房的尺寸是多少?什么样的电流和电压合适?他们用的是哪种钯?幸运的人得到了这篇论文的预印本,这篇论文后来发表在《电分析化学杂志》上。珍贵的预印本,虽然完整且充满了错误,却像旅鼠一样成倍增加。

新闻发布会有盲目的正常科学常规。尝试复制实验通常基于实验的不完整,不准确或误导性描述。科学家只能突破他们所拥有的东西,填写细节,猜测关于弗里斯克服和PON已经做过的事情。这产生了另一种科学方法的潜在滥用:如果科学家未能获得适当的实验结果,Fleischmann,Pons和他们的快速增长的支持者可能只是声称,有问题的科学家没有使用正确的设备或程序。

当主要实验室宣布复制实验失败时,弗莱施曼和庞斯可能会感到恼火,但这对热力学双雄只能怪他们自己。他们告诉科学界冷聚变是真实存在的。麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)一个小组的尝试说明了其中的困难。由物理学家斯坦利·洛克哈特(Stanley Lockhardt)领导的麻省理工学院(mit)等离子聚变中心(Plasma Fusion Center)的一个团队试图复制这个实验。他们不想被指责使用了错误的材料或方法,预印本不适合他们的目的。研究小组被迫使用犹他实验室的网络视频来观察弗莱施曼和Pons使用了多少细胞,这些细胞是如何连接的,等等,这一过程相当不科学。他们必须从一份伦敦的《金融时报》上获得一个典型细胞的图表!

麻省理工学院的研究小组在安装好仪器后进行了一周的试验,但没有得到弗莱施曼和庞斯声称的实验过程所产生的效果。他们向媒体报告“没有核聚变”。

对弗莱希曼和庞斯来说,噩梦刚刚开始。但梦幻般的气氛持续了一段时间。4月10日,《华尔街日报》(Wall Street Journal)刊登了一则题为“据报道冷聚变实验被复制”的文章。在达拉斯的新闻发布会上,德克萨斯农工大学的一组科学家报告称,他们的一个实验细胞释放了90%的多余热量。弗莱希曼和庞斯感到非常高兴和兴奋。仿佛是为了增强欣快感,乔治亚理工学院的另一个研究小组宣布,他们的融合细胞释放出了中子。在接下来的四天里,更多的确认和部分确认来自北美的其他几个实验室,以及印度和俄罗斯。4月15日,华盛顿大学西雅图分校(University of Washington in Seattle)的两名研究生范·伊登(Van Eden)和刘炜(Wei Liu)宣布,他们测量到了实验细胞释放出的大量氚(一种可能的核聚变副产品)。他们也举行了记者招待会。正如一位专栏作家所说,科学现在是通过新闻发布会来完成的。

Fleischmann-Pons策略的爆发似乎正在偿还,弗雷斯克斯·斯文呼吸蒸发。冷融合无疑是真实的。

但噩梦几乎立即卷土重来。4月15日,佐治亚理工撤回了发现中子的声明。结果发现,他们的柜台对热很敏感。九天之后,尽管有更多的确认消息传来,德州农工大学的研究小组也收回了他们的说法。他们没有把体温计正确接地,流过体温计的电流把体温计加热了,读数变大了。

此时,报告负面结果的实验​​室的数量开始超过声称积极的数字。Fleischmann和Pons开始对新闻界少说话。他们显然批准了仅对似乎相信冷融合的记者的访谈。5月18日自然发表了M.I.T的Richard D. Petrasso的破坏性文章。物理学家拆除了Fleischmann和Pons的索赔,以通过2.224 MeV能量通过伽马光线测量中子。更糟糕的是,5月25日华盛顿大学研究生伊甸园和路易人报告说,他们犯了一个错误:他们毕竟没有找到氚,但另一个在他们的环境中相当常见的另一个三个原子分子。

虽然一些实验室和个别科学家继续报告一些中子或热效应,但主要实验室现在开始敲响冷聚变的丧钟。6月15日,在弗莱施曼最初的指导下,终于完成了价值百万美元的密集冷聚变实验的英国哈维尔实验室报告称没有发生核聚变。今年夏天,加州理工学院(California Institute of Technology)、橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)和其他主要国家实验室报告称,没有发生核聚变。在能源部的支持下,布什总统召集了一个特别小组,整个夏天访问了多个地点,并检查了冷聚变的第一手证据。去年秋天,该小组还报告称,没有证据表明存在弗莱施曼和庞斯所说的冷聚变。

到8月7日,当犹他大学赞助了国家冷热学院的第一个年会,这一定是两位电影学家似乎奇怪的是发现自己被两百的“信徒”所包围,因为他们被称为。然而,从这一点开始,信徒的数量开始稳步下挫。梦想着火了和某个地方(但不是在罐子里)融合精灵笑了一下空洞的笑声。

10月23日,没有人能找到庞斯,他的房子被挂牌出售。1991年1月1日,犹他大学宣布Pons辞职。彼时,彼得森已经辞去了犹他大学校长的职务。第二年夏天,6月30日,国家冷聚变研究所永久关闭。

作为个人,弗莱希曼和庞斯进行了一场非常普通的赌博,结果输了。他们最终失败了,并不是因为他们渴望获得诺贝尔奖或巨额财富。这些因素可以解释他们为什么要赌博。但他们输了,因为他们错了。他们对中子的看法是错误的,显然,他们对电解池辐射的过剩热量的看法也是错误的。

是的,我们没有中子

也许对寒冷融合的最大的证据来自Fleischmann和Pons本身的生活存在。他们声称不仅是热量,还可以通过融合过程给出中子。它们将这种中子辐射归因于钯中的核过程,因为它吸收其对氘离子的极限。看着新闻发布会和听到数字“瓦特的瓦特”的核物理学家会知道,应该伴随这种热量的中子的数量将导致这对新闻发布会前的这对健康问题相当严重。而不是每秒少于一百个中子,这对应该在每秒达到一千亿个中子的致命喷雾中沐浴。

物理学家对这对物理学家提出的另一项批评是,他们最初用一种叫做BF3的粗糙计数器测量中子。在佐治亚理工学院用这个计数器做的实验显示,它对热量非常敏感。当它靠近一个中等热度的热源时,它的“中子”数量就会增加。早些时候宣布复制的乔治亚理工团队通过实验发现了BF3计数器的致命缺陷。

在整个关于中子的辩论中,当中子的证据在他们眼前开始崩塌时,弗莱希曼和庞斯坚持他们的理论,即“无中子”的核过程是产生热量的原因。从长远来看,中子并不重要。

转动热量

在新闻发布会上,Fleischmann声称“每输入一瓦热量输出4瓦热量。”随后,在5月8日,弗莱施曼将通过宣布实验来提高温度,在实验中,他们的细胞释放的能量是输入的50倍。也许在中子方面进展如此糟糕的情况下,是时候更加强调热量了。但是他们测量到的热量受到攻击的速度几乎和丢失的中子一样快。

当Freatefresf新闻发布会在哈菲尔斯在哈弗韦尔谈到哈尔韦尔时,观众的科学家询问他是否已经做过任何控制实验。事实上,他们与普通水进行了相同的实验,取代细胞中的重水?Fleischmann回答说:“我不准备回答。”他能以此方式回复哪些原因?在一个正常的科学聚会中,它听起来只是幼稚,就像一个小男孩说,“不会告诉你。”一些争议来围绕这个问题。他们或没有他们没有控制控制?在Harwell会议上,Fleischmann可能希望他的受众们认为一些重要但秘密的专利要求讨论了对照实验,他们可以至少点点头和杂音。后来,当有人问PONS同样的问题时,他回答说,轻水水的控制实验是“不一定是一个好的基线”。

如果是Fleischmann和Pons实际上已经用普通水进行实验,并且观察到类似于重水的结果,因此对他们的发现进一步疑惑,因为它们暗示了重水是一种必不可少的成分。两位经验丰富的热量师的量热量可以消失,还是他们有什么东西?就物理学家而言,它没有融合。

我们可能永远无法确切地知道是什么导致了一些弗莱施曼和脑桥的细胞过热。然而,在其他电池中确实检测到过热(并解释了原因)。

然而,就橡树岭国家实验室的物理学家弗兰克•克洛斯而言,弗莱施曼和庞斯可能弄错了他们的量热法。他们使用了一种叫做“开放式”的量热计。换句话说,在电极上演化的气体可能逸出到实验室的大气中。这种气体不计入热量预算。离开水(重的或不重的),单独的氘原子和氧原子可以自由地重新结合。基本上,氢或氘在氧气存在的情况下“燃烧”,而产生的一些热量可能通过辐射重新进入细胞。这很可能是Fleischmann, Pons和许多他们的信徒发现的“多余热量”的来源。然而,后来许多用闭合量热计探测异常热量的尝试都失败了。

加州理工学院的电化学化学家内森·刘易斯是另一位在将钉子钉进冷聚变棺材方面发挥了重要作用的科学家。他发现,如果不大力搅拌,弗莱施曼和庞斯使用的那种电解溶液将无法记录正确的热量。

信徒们仍然相信世界似乎对冷聚变的可能性怀有敌意。然而,如果一些科学家对弗莱希曼和庞斯感到不满,他们比热力学二人组更容易被原谅。在一年的大部分时间里,科学界发生了翻天覆地的变化。按照事物的正常顺序,科学家会(1)有一个想法或见解,(2)设计一系列实验来检验这个想法,(3)如果实验建立了新的东西,就发表结果,(4)等待其他人试图重复这个实验的结果。如果结果是新的,功劳归科学家。

弗莱施曼和庞斯引发的愤怒相当于一场复杂的猜谜游戏。他们从未完成第2步,而且由于对他们的实验缺乏合理完整的描述,第3步基本上被省略了。此外,如此重要的声明所带来的紧迫性使媒体和互联网变成了临时的期刊,实际上,考虑到复制一项实验通常需要时间,它们尤其不适合扮演这个角色。然而,如果没有第三步,也许通过电子媒体进行的大量信息交换阻止了第四步耗时太久。

冷冻融合惨败仍然说明了理论和实验在非凡条件下的相互作用。当由于从其电解细胞没有中子的情况而面对时,它们会受到“排风扇过程”。This sounds very scientific, but it only means Sa process that doesn’t emit neutrons Fleischmann, Pons, and their supporters would stand their ground, committed to saving the cold-fusion hypothesis by invoking new and fabulous theories, thought up on the spur of the moment. To John Huizinga, a physicist at M.I.T. and chair of a Department of Energy panel to examine cold fusion, the new claims were reminiscent of Langmuir’s Laws of Bad science. “Fantastic theories contrary to experience are suggested, Criticisms are met by ad hoc excuses thought up on the spur of the moment.”

信徒 - 理论家没有缺乏缺乏制造理论,这些理论将考虑到杂草曼的异常,IrreoRoducible性质的反应。如果有一个范式转变,他们将获得理论突破的信誉。与此同时,怀疑论者 - 理论家试图考虑出意外的热量演变。假设至少一些测量是真实的。如何在不假设融合精灵居住在幸运细胞的情况下进行帐户以下理论的变化也进行了回合。

在浸泡氘离子中,一些模糊的电化学过程也储存了能量。后来,当钯电极接近饱和时,这种能量大量释放。换句话说,对于许多量热计似乎失去热量的长时间,它们实际上将其作为势能存储,如绕组。它们可能将潜在的能量存储在晶格原子和氘游客的重新排列中。然后,格子开始落入一种新的布置,其中许多电子和核在原子学中恢复“下坡”,沉淀成新的低能量配置。失去的能量看起来是热量的。

这一点仍然是,严格来说,没有人可以肯定在至少一些细胞中肯定不发生奇怪的事情。信徒,包括弗雷斯克曼和最近伯爵的PON,坚持融合Genie实际访问电解细胞的概率。

后记

朗缪尔的“坏科学定律”(Langmuir’s law of Bad science)预测,公众对冷聚变的兴趣会逐渐消失;但即使对弗莱希曼和庞斯来说,冷聚变还没有完全消亡。20世纪90年代初,丰田公司(Toyota, Inc.)总裁丰田英次(Eiji Toyota)对冷聚变的可能性产生了兴趣,并决定自己尝试一种可能性不大的方法。他在法国尼斯市附近为这对充满活力的二人组资助了一个完整的冷聚变实验室。

最后一份报告,Fleischmann和Pons乐于运行其新版本的实验和建立商业规模的实验性冷熔融反应堆。无论我们如何看待科学,我们怎能不希望他们运气?