Сообщение Понса и Флейшмана было подобно взрыву бомбы. Большинство физиков узнали о нем из газет и с экранов телевизоров, сенсационно, в рекламном стиле подающих новость. Но поражал сам факт – термоядерная реакция в стакане кипящей воды! Новость обсуждалась на семинарах и в институтских коридорах. На второй план отошли даже споры о горбачевской перестройке.
Многое вызывало сомнения – уж очень противоречивой была информация. Конечно, опыт – высший судья науки, однако нужно иметь уверенность в том, что он правильно поставлен и грамотно интерпретирован – в науке бывают пузыри-сенсации.
Тем не менее вскоре пришли известия о выступлениях Понса и Флейшмана в американских и европейских институтах. В самом университете Юта на продолжение их исследований было срочно выделено 5 млн долларов. И хотя число вопросов не уменьшилось, а скорее даже возросло, пришлось признать: это не первоапрельская шутка (пресс-конференция Понса и Флейшмана состоялась в самом конце марта) и не плод журналистского воображения. Даже самые ярые скептики призадумались после того, как стало известно о распоряжении, которое адмирал Уэткинс, руководитель департамента энергетики, разослал государственным лабораториям США. В этом распоряжении он обязал их незамедлительно проверить выводы, сделанные в университете Юта.
Результаты проверки оказались противоречивы, подавляющее большинство экспериментов не воспроизводили того, что наблюдали Понс и Флейшман. Судя по всему, их данные были явно ошибочными, причем иногда просматривался и пристрастный отбор авторами «изобретения» своих результатов. Появилось несколько серьезных критических статей, написанных признанными профессионалами, в которых показывалось, что беспристрастный анализ не оставляет камня на камне от помпезного «открытия» американских исследователей. Даже оптимистично настроенные ученые признавали, что если экспериментаторы и регистрируют избыток тепла, то он крайне неустойчив и меняется от эксперимента к эксперименту. Создавалось впечатление, что результаты зависят от каких-то невыясненных факторов.
Может быть, для «холодного термояда» тоже нужна какая-то особая, весьма редкая комбинация факторов, лишь случайно реализующаяся в удачных опытах? Эти соображения стимулировали продолжение исследований, тем более что для них не требовалось дорогостоящего многотонного оборудования. Изобретателей и многочисленных любителей физики охватила самая настоящая «холоднотермоядерная лихорадка». Желтая пресса была переполнена сенсационными сообщениями о том, что наконец-то найдены условия стабильной реакции ядерного синтеза. Тут же сообщалось и о наблюдении нейтронного и гамма-квантового излучения, отсутствие которых весьма смущало физиков. В журналах печатались графики скоростей наработки различных изотопов в реакциях холодного синтеза… Настоящая эпидемия открытий и… ни одного реального!
Все эти сенсационные результаты не выдерживали научной критики и были полностью опровергнуты контрольными экспериментами.
Сегодня очень модно говорить о явлениях, протекающих как бы «за гранью реальности». Существуют даже специальные телепрограммы, демонстрирующие зрителям необъяснимые на первый взгляд, противоречащие науке явления. Как правило, большинство из них – следствие методических погрешностей, случайных или умышленных, как это бывает в фокусах. Вот и получается, что все опыты Понса – Флейшмана вместе с многочисленными последующими экспериментами безрезультатны, и «холодный термояд» – мираж! Ведь ни в одном опыте при строгом его анализе не нашлось нарушения теплового баланса и избыточного выхода энергии.
Внутренний вид стелларатора в японском национальном институте ядерного синтеза
Итог подвели две международные конференции – одна в Монте-Карло, недалеко от новой лаборатории французских исследователей «холодного термояда», другая в окрестностях японского города Саппоро, где построена хорошо оснащенная лаборатория – специально для изучения холодного термоядерного синтеза. За последние годы на эти цели были истрачены десятки миллионов долларов. Не удивительно, что наиболее обстоятельные и надежные данные получены именно японскими учеными. В трех тщательно проведенных экспериментах ими было доказано, что выводы Понса и Флейшмана о положительном балансе энергии глубоко ошибочны. В их опытах слишком грубо учитывались процессы теплообмена с внешним окружением прибора, и при более точных измерениях отношение прироста энергии к ее затратам оказалось в пределах точности экспериментов – никакого избытка энергии не замечено.
Не замечено и следов гамма-излучения, которое непременно должно быть, если нейтроны объединяются с протонами в ядра дейтерия, несмотря на противоположные утверждения энтузиастов «холодного термояда». Действительно, ни один независимый профессиональный эксперт гамма-квантов не наблюдал, хотя была использована наисовременная сверхвысокоточная аппаратура, способная зафиксировать всего лишь десятки этих сверхкоротких электромагнитных волн. Получается, что и эта часть опытов оказалась совершенно неверной.
Сегодня известны три точки зрения на «холодный термояд». Прежде всего, значительная часть ученых убеждена в том, что такого процесса в природе просто нет – мы, мол, неверно интерпретируем наблюдения, только и всего. Однако голословное отрицание – не лучший способ ведения научных дискуссий. Когда речь идет о новом явлении, нужно быть весьма осмотрительными и всецело полагаться на мнение настоящих ученых – специалистов в области атомной и ядерной физики.
Еще с тридцатых годов прошлого века физикам было известно, что некоторые вещества начинают светиться, когда сквозь них пропускается слабый ультразвук. Хотя его энергия слишком мала, чтобы заставить атомы испускать световые кванты, под его влиянием в веществе образуются неоднородности – микрокаверны, трещинки, перепады плотности, на краях которых собираются электрические заряды. Каждая из таких неоднородностей похожа на конденсатор, в котором разгоняется попавший туда ион. Своего рода микроускорители частиц!
В плотно набитой дейтронами пластинке палладия это дополнительно подталкивает ионы к сближению и повышает вероятность их слияния. Во всяком случае, так говорит одна из гипотез, точной-то теории этого явления до сих пор нет. Несколько лет назад, незадолго до своей смерти, ее пытался создать знаменитый американский физик, нобелевский лауреат Ю. Швингер. Он считал, что на этом пути, создавая различными способами электрические неоднородности в веществе, можно продвинуться к «холодному термояду». Однако его взгляды были встречены «в штыки» ортодоксальными физиками. Журналы отказывались печатать его статьи. Дело дошло до того, что в знак протеста он вышел из Американского физического общества.
Тут недопустимы всяческие фантазии, которыми сегодня грешат и маститые научно-популярные журналы. Так, на страницах одного из них вполне серьезно обсуждалось наличие в природе неких быстротекущих каталитических процессов, порождаемых некими гипотетическими отрицательно заряженными частицами, которые фантастическим образом «прилипают» к дейтрону, нейтрализуют его положительный заряд и резко уменьшают силы кулоновского расталкивания. Далее продолжалась научная фантастика о том, что после слияния ядер мистическая частица «отцепляется», прилипает к следующему дейтрону и так далее. Не ясно, правда, почему такая частица-катализатор не проявляется в других опытах. Остается загадкой, почему реализуется только часть возможных каналов реакции, а те, что с нейтронами и гамма-квантами, оказываются заблокированными. Не исключено также, что избыток энергии в некоторых опытах является всего лишь разовым выделением ранее накопленной энергии. Подтверждение этому можно видеть в том, что энерговыделение часто действительно имеет характер неожиданной вспышки…
По мнению некоторых физиков-теоретиков, феномен «холодного термояда» – это первые сигналы с какого-то очень глубокого, заквантового уровня, когда энергия для преодоления кулоновского расталкивания ионов возникает из каких-то еще не изученных нами процессов перестройки вакуума и других гипотетических явлений, требующих принципиально новой физической теории. Сегодня такой теории нет, имеются лишь отдельные, иногда весьма остроумные, но плохо стыкующиеся фрагменты, с которыми согласны далеко не все физики. Однако смущает не это.
Когда создавалась квантовая теория, ее фрагменты тоже выглядели противоречивыми – «сумасшедшими», как сказал однажды о них Нильс Бор. Однако они не только объясняли уже известные факты, но и предсказывали новые, которые находили подтверждение в экспериментах, и это убеждало в их справедливости. Предлагаемые сегодня теории таких подтверждений не имеют…
Разумеется, было бы опрометчивым думать, что вопрос «холодного термояда» теперь окончательно закрыт, ведь непонятные явления существуют, и споры о них продолжаются. Технология «холодного термояда» обсуждается на международных конференциях, ей посвящены сотни статей в научных журналах. И похоже, что вопрос не будет закрыт до тех пор, пока не очень-то грамотные изобретатели будут пытаться не исследовать, а переделывать окружающую природу…
И тут, конечно, возникает неизбежный вопрос: почему же до сих пор не создан «горячий термояд»?
Надо заметить, что основным недостатком термоядерных реакторов является технологическая сложность осуществления самоподдерживающейся термоядерной реакции. Системы с магнитным удержанием требуют огромных сверхпроводящих магнитных катушек, глубокого вакуума и чистоты стенок реактора, умения утилизировать высокие тепловые и нейтронные потоки, дистанционного обслуживания реактора. Импульсные системы требуют развития эффективных драйверов, способных сконцентрировать мощности свыше 1014 Вт/см2 и равномерно облучать миллиметровые мишени, изготовленные с большой точностью.
Вы, конечно, знаете, что Солнце – это термоядерный реактор, в котором плазма (электроны и ионы) удерживается от разлета силами тяготения. Так вот. На Земле силы тяготения для удержания высокотемпературной плазмы использовать нельзя: они слишком слабы. В 1951 году лауреат Нобелевской премии Игорь Тамм и его ученик, будущий академик и один из создателей водородной бомбы Андрей Сахаров, создали теорию магнитного термоядерного реактора. Причем Сахаров предложил даже конкретную схему тороидального термоядерного реактора, которая после некоторых усовершенствований превратилась в знаменитый токамак, получивший безоговорочное признание во всем мире в 1968 году.