Ultralyd termonuklear fusion: episode tre • Igor Ivanov • Videnskabsnyheder om "Elements" • Fysik, videnskab og samfund

Ultralyd termonukleære: tredje episode

To forskere fra Purdue University forsøger at bevise, at reaktionen ved termonuklear fusion ved hjælp af ultralyd er muligt (foto fra perdue.edu)

To forskere fra Purdue University udtalte, at deres eksperimenter bekræfter muligheden for at udløse en termonuklear reaktion ved hjælp af ultralyd. Omhyggelig analyse viser, at disse udsagn er mere end kontroversielle.

Hvis en kraftig ultralydbølge er fokuseret i et kar med vand, vil lydens tryk skabe en lille boble i vandet, som regelmæssigt vil udvide og falde sammen. I øjeblikket sammenbrud inde i boblen sker der fantastiske ting: koncentrationen af ​​energi spontant stiger til trillion gange, og omdanner et lille volumen vand til et plasma med en temperatur over 10.000 grader. Denne boble af plasma udsender en klar blink af blåt lys, som let kan ses med det blotte øje. Sådan forekommer fænomenet sonoluminescens – omdannelsen af ​​lyd til lys. (se den populære indledende artikel Sonoluminescence: gåder, ideer, forklaringer).

Det synes meget fristende at tæmme dette naturens mirakel for at bruge det til gavn for mennesket.Hvis det for eksempel er muligt at hæve temperaturen inden i boblen til millioner af grader, vil reaktionen af ​​termonukleær fusion være mulig. Desværre siger moderne teoretiske beregninger og eksperimentelle data, at dette er urealistisk: Dynamikken i en sammenfaldende boble tillader ikke opvarmning højere end omkring 50.000 grader. Men i mange forskers hjerter er der et håb om, at disse begrænsninger på en eller anden måde kan omgåes.

I 2002 blev en sensationel artikel af en international gruppe ledet af R. Taleyarkhan fra Oak Ridge National Laboratory udgivet i tidsskriftet Science. Det hævdes, at ved anvendelse af sonoluminescens i deuteriumacetone bestrålet med pulseret neutronflux, var det muligt at "antænde" reaktionen ved termonukleær deuteriumsyntese.

Det fysiske samfund mødte denne meddelelse med ekstrem skepsis og alvorlige lidenskaber, der straks blev fanget omkring denne artikel. Uafhængige eksperimenter udført af en anden gruppe på samme installation, men kun med deres egne detektorer viste ingen manifestationer af en termonuklear reaktion. En række efterfølgende artikler stillede også spørgsmålstegn ved en fornemmelse: Eksempelvis var det eksperimentelt bevist, at sonoluminescens i flygtige organiske væsker er meget vanskeligere end i vand.En detaljeret analyse af situationen kan findes i populære artikler i Ultrasonic Thermonade: En kritisk analyse og mulige kilder til fejl i eksperimentet med ultralyds-termonukleære, se også artiklen Ultrasonic Thermonuclear på Wikipedia.

Det fysiske samfunds skepsis stoppede ikke Taleyarkhan-gruppen, og i 2004 blev der udgivet et nyt arbejde med nye data til støtte for den sensationelle konklusion. Et stort svar, dog genererede denne artikel ikke. Det var klart, at eventuelle konklusioner krævede fuldstændigt uafhængige forsøg.

En nylig artikel fra forskere fra Purdue University Yiban Xu og Adam Butt, Nuclear Engineering and Design 235, 1317 (2005) (se også pressemeddelelsen fra Purdue University) beskriver nye eksperimenter for at finde resultater af termonuklear reaktion under sonoluminescens. Forfatterne skriver, at de brugte samme opsætning som i Taleyarkhans værker, med en undtagelse: i stedet for en pulset neutronkilde benyttede de en kontinuerlig (som generelt svækker værdien af ​​arbejdet, da det ikke længere er muligt at kontrollere synkroniseringen af ​​eksterne neutroner og spor af en termonuklear reaktion) . Forfatterne bemærker, at de også observerer virkningerne af en termonuklear reaktion på et forholdsvis højt niveau af statistisk tillid.

Denne gang synes det, de sensationelle nyheder blev mødt af forskere mere end seje, og det har sine egne grunde. Kritiske kommentarer fra nogle eksperter findes i artiklen Er boblefusion tilbage? fra Physicsweb.org, men jeg vil også gerne præsentere mine argumenter.

I det væsentlige er arbejdet præsenteret på samme installation og efter samme metode uden væsentlig modernisering. Desuden er der oprettet et eksperiment af endnu dårligere kvalitet, da der med en kontinuerlig neutronkilde er en af ​​hovedårsagerne til arbejdet i 2002 og 2004 gået tabt – sammenfaldet med neutron-signalet med en sonoluminescerende flash i tid.

Formelt er forfatterne af arbejdet to unge forskere fra Purdue University, selvom det er klart, at drivkraften er netop Taleyarkhan, der for nylig modtog en stilling på dette universitet. Han kender sikkert kritikernes vigtigste observationer (se de ovennævnte populære artikler), men der er ikke det mindste antydning af svaret på dem i arbejdet. Desuden indeholder værket fotografier af en kavitationsboble, som bekræfter en af ​​de anførte indvendinger, nemlig at en bobs kompression er ikke-sfærisk og derfor ikke kan frembringe høje temperaturer.

Endelig er tilgangen til dataanalyse endog i sig selv foruroligende. Ved beregning af fejlene og niveauet for statistisk betydning ignorerer forfatterne fuldstændig en sådan nøgleparameter som den systematiske fejl i eksperimentet. Til sammenligning vil jeg sige, at i partikelfysik undersøges hver detektor, inden den går i arbejde, i flere måneder og opad for at afsløre alle mulige systematiske fejl. Hver artikel, hvori der redegøres for opdagelsen af ​​en ny partikel, indeholder flere sider, hvor kontoen for detektorens systematiske fejl beskrives på den mest gennemskuelige og detaljerede måde. I det her beskrevne arbejde er der ikke den mindste antydning af en sådan analyse.

Endelig er selv selve artiklens tekst fantastisk. For eksempel skriver forfatterne i formuleringen af ​​essensen af ​​arbejdet, at "formålet med den foreliggende undersøgelse var at bekræfte… observation af en termonuklear reaktion … ". Man får en fornemmelse af, at eksperimentet ikke kunne være blevet gennemført overhovedet – forfatterne allerede "ved" hvad de vil gøre.

Alt dette tyder på, at vi i dette igangværende episke med ultralyds-termonuklearerne beskæftiger os med et forsøg på at "skubbe sensationen" til skade for hele den eksperimentelle fysiks metode.

Igor Ivanov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: