Największe mistyfikacje w świecie techniki [cz. 2]: Zimna fuzja

Wyobraźcie sobie eksperyment chemiczny przeprowadzany w stosunkowo niskiej temperaturze i w warunkach laboratoryjnych. Niespodziewanie wydziela się potężna ilość energii cieplnej przy znikomym początkowym wkładzie energetycznym. Nuklearne perpetuum mobile? Nadzieja ludzkości na tanie, niemal nieskończone źródło energii? A może oszustwo na niebywałą skalę?

Ogólnie rzecz biorąc, fuzja jądrowa to reakcja polegająca na połączeniu dwóch jąder atomowych w jedno. Podczas tego procesu wydziela się energia kinetyczna produktów oraz promieniowanie gamma. Energia ta może zostać potencjalnie wykorzystana przez człowieka do różnych celów. Najczęściej mówi się o gorącej fuzji, gdyż do jej zajścia potrzebna jest niezwykle wysoka temperatura (miliony stopni kelwina). I tu pojawia się problem. Na co komu energia z fuzji jądrowej, skoro do jej przeprowadzenia potrzebna jest... energia!

Rachunek ekonomiczny mówi sam za siebie. Kontrolowane reakcje termojądrowe mają bilans energetyczny ujemny. Oznacza to tyle, że nie ma co sobie zawracać głowy pozyskiwaniem energii z łączenia dwóch jąder. Nic z tego, moi drodzy. Termojądrowe perpetuum mobile nie istnieje! Czyżby...?

Pons i Fleischmann serwują zimne danie

A gdyby jednak można było przeprowadzić fuzję w warunkach niskiej temperatury? 23 marca 1989 r. Stanley Pons i Martin Fleischman obwieszczają światu, że znaleźli źródło niemal nieskończonej energii. Taka nowina szokuje tym bardziej, że panowie są uważani za jednych z najzdolniejszych elektrochemików na świecie. Stopień wiarygodności jest więc bardzo duży i nie może być mowy o pomyłce. Fuzję termojądrową panowie przeprowadzili w temperaturze pokojowej, w zaciszu laboratorium.

Fuzja atomów deuteru dokonała się poprzez elektrolizę ciężkiej wody, co z kolei umożliwiła porowata elektroda palladowa (katoda). Jak wyglądał bilans energetyczny? Otóż przez większość czasu napięcie przykładane było równe napięciu pozyskiwanemu, a temperatura w kalorymetrze (zbiorniku szklanym, w którym zachodziła reakcja) wynosiła 30°C. Nagle stało się niemożliwe: bez wyraźnego powodu temperatura wzrosła do 50°C i utrzymała się przez dwa dni! Stało się to kilka razy i nic nie zapowiadało nagłego wzrostu wydzielanej energii. Bilans energetyczny był dodatni!

Niestety, przedziwna reakcja nie trwała wiecznie. Z biegiem czasu temperatura opadała i dziwne źródło energii, które tak nagle się pojawiło, równie szybko znikło. Opracowane przez obu panów wyniki wywołały falę entuzjazmu, a świat wstrzymał oddech. W 1988 r. naukowcy zgłosili się do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych w celu uzyskania finansowania potrzebnego do przeprowadzenia eksperymentów na większą skalę. Do tej pory panowie posługiwali się własnym, niewielkim urządzeniem, które skonstruowali sami za własne fundusze (100 000 dol.).

Ich prośba została przyjęta pod warunkiem przeprowadzenia weryfikacji przez podmioty niezależne. Jednym z naukowców zaproszonych do weryfikacji był Steven E. Jones z Brigham Young University. Jones zajmował się zawodowo zagadnieniami reakcji termojądrowych, a jedna z jego publikacji naukowych w Scientific American dotyczyła teoretycznej strony zimnej fuzji.

Pons i Fleischmann spotkali się z komisją weryfikującą w Utah, gdzie mieli przedstawić wyniki badań oraz zastosowaną metodologię. Panowie nadal twierdzili, że są w stanie wygenerować dużą ilość energii i nie da się tego wyjaśnić zachodzącą reakcją chemiczną. Co ciekawe, naukowcy wykazywali znaczny niepokój i jak najszybciej chcieli uzyskać ochronę patentową wynalazku.

6 marca doszło do spotkania i prezentacji wyników. Pons i Fleischmann doszli do porozumienia z grupą weryfikacyjną prowadzoną przez Jonesa i zdecydowali się wspólnie opublikować wyniki badań 24 marca. Dwaj naukowcy decydują się złamać umowę i publikują niezależnie wyniki 11 marca w Journal of Electroanalytical Chemistry. Zawiedziony i zdenerwowany Jones daje upust złości na konferencji prasowej i publikuje własne wnioski 23 marca w czasopiśmie "Nature". Zimna fuzja przechodzi weryfikację pozytywnie!

Naukowcy zyskują olbrzymi rozgłos. Świat stał na krawędzi kryzysu energetycznego (kryzys 1973 r., globalne ocieplenie, tragedia Exxon Valdez, ocierające się o terroryzm akcje ruchów ekologicznych), a Pons i Fleischmann oferowali nieskończone źródło energii, w którym jedynym surowcem miała być woda morska. Badania miały być potwierdzone dziesiątki razy i nie było miejsca na wątpliwości dotyczące ich wiarygodności. I tu pojawia się pierwszy zgrzyt - dokładny protokół procedury nie został opublikowany. Wzbudziło to uzasadnione podejrzenia co do uczciwości obu panów, nawet mimo pozytywnie zakończonej weryfikacji.

Naukowcy na całym świecie podjęli próby powtórzenia eksperymentu. Wraz z kolejnymi porażkami pojawiały się pierwsze zarzuty o oszustwo. Artykuł do "Nature" został odrzucony z powodu coraz liczniejszych głosów o nierzetelności badań. Ważnym argumentem był brak jakiejkolwiek sensownej teorii, która by wyjaśniała dziwną reakcję.

W kwietniu Pons i Fleischmann publikują kolejny artykuł i trafiają pod zmasowany ostrzał krytyków. W artykule naukowcy zaprezentowali rejestrowane piki promieniowania gamma, ale nie było żadnej wzmianki o krawędzi komptonowskiej, która występuje zawsze przy tego typu rejestracjach. Oznacza to, że naukowcy popełnili błąd podczas rejestracji produktów reakcji fuzji. Fleischmann odpowiedział na zarzuty twierdzeniem, że promienie gamma nie zostały zarejestrowane, po czym nie przyznał się do popełnienia błędu. Kolejna publikacja zawierała szczegóły kalorymetru, ale nie wspomniano w niej już o pomiarach nuklearnych.

Do obu naukowców dołącza grupa innych elektrochemików twierdzących, że udało im się odtworzyć eksperyment. Wspólnie, za pośrednictwem University of Utah, zwracają się do Kongresu o dofinansowanie mające wynosić 25 mln dol.! Do spotkania z przedstawicielami Kongresu nie dochodzi, a media ("New York Times", "The Times", "Boston Herald" etc.) gremialnie obwieszczają porażkę naukowego przedsięwzięcia. Douglas Morrison, fizyk z CERN, publicznie nazywa dorobek naukowców "nauką patologiczną".

Choć umieściłem historię odkryć Ponsa i Fleischmanna w kontekście największych mistyfikacji, to nie jestem do końca przekonany o fałszywości ich odkrycia. Do dziś ukazało się wiele publikacji broniących zimnej fuzji i choć nikt do tej pory nie dotworzył eksperymentu, to temat wraca coraz częściej na łamy czasopism naukowych. Czas pokaże, czy panowie mieli rację i padli ofiarą lobby energetycznego (jak twierdzą ich zwolennicy), czy może wykonali naukowy skok na kasę i przez wiele lat żyli na utrzymaniu uniwersytetu i koncernu samochodowego.