Ультразвуково́й термоя́д — условное название для методики запуска термоядерной реакции во время сонолюминесценции .

Сообщение о наблюдении термояда в экспериментах 2002 года

Оригинальная работа

История вопроса начинается с работы R. P. Taleyarkhan , C. D. West, J. S. Cho, R. T. Lahey, R. I. Nigmatulin , and R. C. Block. «Evidence for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation». Science 295, 1868—1873 (2002), в которой представлены результаты эксперимента по сонолюминесценции в ацетоне , C ₃ H ₆ O, и «тяжёлом» ( дейтерированном ) ацетоне, C ₃ D ₆ O. Сонолюминесцентная кавитация инициировалась с помощью внешнего нейтронного пучка. При проведении опытов с тяжёлым ацетоном наблюдался повышенный выход нейтронов с энергией 2,45 МэВ (мега электронвольт ), а также повышенная активность образца жидкости с тритием (1p,2n). Оба этих сигнала имели существенную статистическую значимость, что позволило авторам прийти к выводу, что в процессе сонолюминесценции запускалась термоядерная реакция слияния дейтерия. Теоретическая модель явления, построенная авторами, показывала возможность достижения температуры порядка миллионов кельвинов в процессе схлопывания сонолюминесцентного пузырька, что вполне могло бы привести к термоядерной реакции.

Критика оригинальной работы

Поскольку эта работа — ещё на стадии рецензирования — вызвала повышенный интерес, нашлось несколько экспериментальных групп, готовых повторить те же самые измерения на той же самой установке в том же самом режиме, но со своими приборами регистрации (то есть со своим сцинтиллятором и своей системой отбора нейтронных событий). Результаты этого анализа опубликованы в D. Shapira and M. Saltmarsh, Nuclear Fusion in Collapsing Bubbles—Is It There? An Attempt to Repeat the Observation of Nuclear Emissions from Sonoluminescence , Phys. Rev. Lett. 89, 104302 (2002) и не подтверждают заявления авторов. Однако, авторы оригинальной работы комментируют этот независимый эксперимент ( ), и их вывод звучит несколько парадоксально: на основании тех же данных они делают заключение, что он вполне подтверждает их открытие.

Стоит отметить также замечание, сделанное в статье Y. Didenko and K. Suslick, Nature 418, 394 (2002), в которой экспериментально изучались химические реакции в условиях сонолюминесцентной вспышки. Было отмечено, что многочисленные эндотермические реакции , сопровождающие нагрев пузырька в органической жидкости, в частности, в ацетоне, будут сильно препятствовать достижению столь высоких температур. Более того, они показали, что температуры при сонолюминесценции в органических жидкостях должны быть ниже, чем при сонолюминесценции в воде, что идёт вразрез с заявленными миллионами кельвинов.

Также, было отмечено, что энергия зарегистрированных нейтронов была гораздо выше энергии нейтронов, образующихся в ходе термоядерного синтеза, на что группа Талейархана возразила, что отклонение находится в приемлемых границах.

Позднейшие работы

В марте 2004 года была опубликована вторая статья той же исследовательской группы (недоступная ссылка) , в которой докладываются результаты улучшенного эксперимента. Энергия наблюдаемых нейтронов по-прежнему не соответствует энергии нейтронов, образующихся в ходе термоядерной реакции. Напротив, Б. Наранхо (B. Naranjo) публикует статью, где показывает, что энергетический спектр наблюдаемых нейтронов соответствует радиоактивному распаду калифорния-252 .

В мае 2005 года появилась статья бывших студентов Талейархана , в которой сообщаются результаты новых экспериментов, подтверждающие заявленное ранее наблюдение ультразвукового термояда. Однако, как пишут сами авторы, эксперимент проводился на той же самой установке и по той же самой схеме, что и ранее, причем без анализа систематических погрешностей эксперимента, и по точности не превосходил более ранние опыты. Эта работа так и оставила без ответа критические замечания скептиков, и потому научное сообщество встретило это сообщение очень прохладно, см. популярную заметку на сайте Элементы.ру . Кроме того, статья стала причиной внутреннего расследования в адрес самого Талейархана, который, по выводам комиссии, намеренно исключил себя из списка авторов и добавил автора, не имевшего отношения к работе, чтобы создать видимость независимого исследования.

Эдвард Форринджер (Edward Forringer) из техасского университета Леторнье в ноябре 2006 года сообщил об успешном воспроизведении наблюдений Талейархана во время своих экспериментов. Примечательно, что он не использовал внешний источник нейтронов для инициации сонолюминесценции. Было показано, в частности, что образовывавшиеся в настольном реакторе нейтроны, являющиеся «маркером» протекания термоядерной реакции, не связаны с использовавшимся в экспериментах радиоактивным изотопом калифорния.

В настоящее время ситуация далека от разрешения. Требуется полностью независимая перепроверка экспериментов.

Расследование поведения Талейархана

В 2006 году руководство университета Пердью, в котором в настоящее время работает профессор Рузи Талейархан , рассмотрело результаты работы Талейархана и не нашло в них признаков фальсификаций, требующих дальнейшего расследования.

18 июля 2008 года в специальном пресс-релизе университета Пердью было сообщено о том, что специальный следственный комитет, в состав которого вошли представители пяти академических структур, сделал свои выводы.

Талейархан был обвинен в научной недобросовестности по двум пунктам . Во-первых, Талейархан включил в соавторов работы сотрудника, внесшего в неё недостаточно значительный вклад. Во-вторых, профессор утверждал, что его работа получила независимое подтверждение, в то время как это «подтверждение» было выполнено его учениками. Обвинения в фальсификации результатов не нашли подтверждения в ходе расследования. Так, например, искажение спектра нейтронов, вызванное размещением льда между камерой и детектором, было сочтено добросовестным заблуждением, так как профессор Талейархан мог не знать о подобном эффекте. Свидетельства, полученные в ходе расследования, говорят о том, что авторы оригинальной статьи не вникали в тонкости работы детекторов нейтронов, полагаясь исключительно на разницу сигналов между дейтерированной и недейтерированной жидкостью.

Примечания

См. также

• Холодный ядерный синтез
• Сонолюминесценция

Ссылки

• Подробный анализ этой серии работ читайте в популярных статьях и .
• Краткие заметки об «открытии» и санкциях, применённых к R.P. Taleyarkhan см. (недоступная ссылка) и (недоступная ссылка) .
• Снятие обвинений в фальсификации к R.P. Taleyarkhan см.