Об истории LENR. Айрон и Вендт.

[Fearen]

Давно собирался написать этот пост, но всё как-то не идёт, просто потому что мне требуется дать тысячи дополнительной вводной информации, ведь уровень понимания у всех разный и для кого-то это может выглядеть как религия или магия, но на самом деле это не так. Итак...
Ни для кого не секрет... хотя всё же секрет, потому что напрямую я об этом никогда не писал пожалуй, что я, в общем-то, занимаюсь довольно спорной областью физики, а именно LENR. Как же это расшифровывается? Low Energy Nuclear Reactions, или если без басурманского, то - низкоэнергитические ядерные реакции. Почему такое название? Вообще о названии этого класса феноменов (пока именно так, нет ещё никакой области на самом деле) довольно много спорят, например в недавно выпущенном японском сборнике статей выдвигаются варианты вроде "Эффект Флейшмана-Понса" или "Холодный синтез" (которым очень уж часто хотят это всё назвать), но всё это несколько некорректно и не отражает сути. Низкоэнергитические ядерные реакции тоже конечно некорректно, однако ближе всего. Почему низкоэнергитические? По одной простой причине. Дело в том, что обычные реакции синтеза требуют гигантских энергий, на 6 и более порядков выше чем те энергозатраты, которые присущи при наблюдении реакций LENR. Ну и если зайти с другой стороны, то для реакций распада характерны тоже на порядки большие энерговыделения, чем в случае с LENR.
Но на самом деле терминология не столь важна, сколько суть. Вообще с этим названием связано слишком большое количество всяких мистификаций, фальсификаций и просто ошибочных экспериментов, вокруг вертится большое количество фанатиков в самой плохой своей ипостаси, что довольно быстро создало этому направлению недобрую славу. Кроме того, консервативные старики-ученые тоже не слишком-то жалуют вещи, которые идут в разрез с классической картиной мира. Всё это окрашивает любые эксперименты в этом направлении в краску лженауки, что моментально меняет восприятие любого сообщения по теме. С другой стороны конечно это держит в тонусе, так как чтобы отбиваться от нападок нужно знать в 10 раз больше чем любой другой ученый. Тем не менее тяжело работать во многих смыслах.
Всё это болтовня, так что давайте я лучше перейду к некоторой исторической справке. О тех экспериментах, которые в своё время не вписались в классическую картину мира. К сожалению мой запас тщательно разобраных странных экспериментов не такой уж и большой, но те что есть я знаю хорошо. Зачем историческая справка? Да просто чтобы показать что не всё так однозначно, часть экспериментов действительно хоть и интересны, но ошибочны, где-то нет окончательных результатов и стоило бы продолжить исследования, часть просто выросла на случайных ошибках или наблюдении чего-то неожиданного. Однако последние 2 факта намекают на настоящую науку, а не как принято сейчас называть наукой технологию.
Но я опять заболтался. Давайте я в этом посте начну разбирать интересные эксперименты различных групп и подведу к мысли, что что-то всё же не так просто, а в следующих постах попробую в силу своих знаний и знаний своего научника потеоретизировать на тему как же всё это работает и куда мы идём и к чему это может привести. Последняя тема вообще довольно вкусная для моего воображения и в основном мне конечно хочется посодействовать приближению разных таких штук к реальности, а тот факт что это может произойти без моего содействия меня несколько расстраивает, и дело совсем не в славе, а скорее в том, что я ощущаю, что работа моей мечты может оказаться бесполезным трудом.

Итак об истории.
Пожалуй одним из первых экспериментов, которые можно отнести к этой области и о котором практически никто не знает является эксперимент двух американцев начала 20го века. Я здесь о нем уже немного распространялся, но честно сказать не помню, закончил ли я это рассказ или нет. Американцев звали Геральд Вендт и Кларенс Айрон (Wendt and Irion, гугл по этому запросу выдаёт моё же пост). В 22 году они исходя из довольно простой логики, о том, что на солнце и других звездах не наблюдается спектров тяжелых элементов и что температура поверхности солнца составляет всего 6000К (о реакциях распада и строении атома тогда ещё многое было неизвестно), решили поставить эксперимент по нагреву какого-нибудь тяжелого элемента в надежде пронаблюдать его распад. Для нагрева до температуры больше 6000К они решили воспользоваться по сути плазменной физикой (но тогда такого направления не было), а по идее - тем что им было доступно. Как ра незадолго до этого было посчитано, что при пропускании сильных токов через металлические проводники можно легко добиться температур порядка 1 эВ (электрон-вольта, для конвертации скажу, что 1 эВ можно рассматривать как температуру в 11000К). Из дешевых тяжелых металлов им был доступен вольфрам, которым они и воспользовались. Эксперимент выглядел так:



Между двумя электродами устанавливали вольфрамовую проволочку, камеру откачивали, проволочку и камеру во время откачки нагревали для обезгаживания. Многие из вас не знают, но дело в том, что металлы хорошо растворяют в себе водород, а стекла гелий, поэтому во избежание разнообразных ошибок при измерении газов необходимо избавиться от растворенных в элементах установки балластных газов, что в общем-то американцы и сделали. Откачивали и прогревали довольно долго, в течении суток, после чего колба запаивалась для сохранения вакуума. В общем довольно аккуратно всё было сделано. Затем колбу подсоединяли к конденсаторной батарее и тем самым провоцировали электровзрыв проволочки между электродами. Затем с помощью третьего, бокового электрода они возбуждали газ образовавшийся после реакции и смотрели его спектр чтобы определить химический состав.
По утверждениям авторов, в спектре газа в колбе были обнаружены линии гелия. О чем это говорит? Тут мне придётся сделать небольшой экскурс в ядерную физику. Дело в том, что пока нам известно всего несколько типов излучения при ядерных реакциях: альфа-, бета-, гамма- и нейтронное излучение. Начну с конца, четвертое - это просто вылетевший из ядра нейтрон, третье - очень быстрый (или высокоэнергитический) фотон, второе - электрон вылетевший из нейтрона, а не с орбиты атома, а первое - это 2 протона и 2 нейтрона вылетевшие из ядра. Ядро состоящее из 2х протонов и 2х нейтронов - это гелий, более того, как раз примерно в тоже время было доказано, что альфа-частица и гелий ничем между собой не различаются, нет никаких принципиальных отличий. Итого по наличию гелия мы можем сказать, что у нас происходил альфа-распад ядра, т.е. протекают ядерные реакции при смешных для этой области энергиях (ведь они взяли стабильное вещество, все изотопы которого не подвержены распаду, а значит чтобы сломать его требуются энергии порядка 10^9 эВ).
Но как же гелий в установке, в стекле? И гелий в воздухе? На это есть хороший ответ, который дошёл до меня значительно позже чем я его услышал, мне потребовалось саккамулировать некоторое количество знаний, чтобы убедится в нем.
Давайте рассмотрим вариант, что это гелий из воздуха. То есть откачали плохо или натекло (в вакуум газы натекают), не важно. Важно, то что в таком случае те остатки газа, что там есть будут по составу не отличаться от воздуха, т.е. должен быть видет спектр азота, кислорода и прочих газов. Более того, на нашем эксперименте мы выяснили, что возбудить гелий в воздушной смеси так, чтобы он дал спектр - весьма и весьма затруднительно, тем более не с тем оборудованием что было в наличие у Айрона и Вендта. Можно конечно рассуждать, что по какой-то причине из воздуха натек только гелий, но к счастью это нарушает фундаментальный принцип физики, 2ой закон термодинамики, по которому никакое вещество самопроизвольно не отсортируется без приложения энергии. Что если гелий натек из стенки колбы, что если они не всё откачали? Дело в том, что в стенке колбы не может быть гелия больше чем его содержится в среде из которой он туда поступал, так как это воздух, то максимальная концентрация гелия может быть равной концентрации в воздухе, что составляет менее 0,0001% по массе или примерно 0,0005% по объему. Допустим столько в колбе и содержалось и у ученых не получилось оттуда выгнать ни атома гелия. Даже если весь этот гелий залезет после эксперимента в колбу (хотя не понятно почему он не делал этого при вакуумной откачке, а после образования газа в колбе и повышения давления он вдруг туда полез) то концентрация его там будет всё равно ниже чем необходима для возбуждения. Можно сделать небольшую оценку, на досуге я как-нибудь займусь этим. Тем не менее при соотношении гелия к другим газам 1 к 100, его спектральных линий уже не видно.
Эти рассуждения легко парируют две основные версии ошибочности полученных результатов. Однако без теории описывающей что же там происходит, это ещё не открытие и не результат. Но не смотря на это, авторы опубликовали несколько статей с результатами и нажили себе серьезного противника.
Как раз в то время в физике господствовал Резерфорд со своим открытием распада атомов. Узнав об эксперименте американцев, он решил поставить проверочный эксперимент. Он стал расстреливать вольфрамовую мишень разогнанными на ускорителе электронами, до энергий превышающих на порядок энергии в эксперименте Айрона и Вендта. Не пронаблюдав никаких ядерных реакций он написал разгромную статью с критикой американцев. К тому времени старичок Вендт заболел и умер, а его аспирант Айрон конечно пытался резонно возражать, что возможно дело не в энергиях электронов и что эксперимент поставлен иначе, но к сожалению никто его уже не послушал. Кроме того, колба с собранным за много экспериментов газом была разбита, а продолжить эксперимент уже не удалось.
Таким образом, эксперимент, в котором наблюдали какое-то несоответствие даже современным представлениям в физике, был заброшен и забыт и кто знает к чему всё это могло бы привести.

UPD: Прошло уже почти 100 лет и никто почему-то даже не попытался повторить этот эксперимент, чтобы убедиться что он ошибочен. Кроме того, почему-то никто из тех, кто занимается электровзрывом даже не пытается анализировать газ после электровзрыва. Это конечно накладывает некоторые сложности на проведение эксперимента и конструкцию установки, но тем не менее никто не сделал подобной работы.

А теперь прошу прощения, но на данный момент я закругляюсь с постом, так как он итак стал невероятно большим. Я продолжу писать об истории LENR на примере интересных экспериментов в следующих постах. Главное не отвлечься бы на что-то и н позабыть о своем обещании. Если у вас возникли какие-то вопросы, вам показалось, что какая-то важная деталь не освещена, то не стесняйтесь и спрашивайте, в готов расширить этот пост и сделать его более популярным.

Comments

[587]

= На это есьть хороши

Дальше недогрузился пост…

[Fearen]

587, я уже поправил. Случайно нажал таб и пробел, после чего сообщение автоматом запостилось.

[Werekat]

О, спасибо. Всё вроде бы понятно и доступно, и весьма интересно.

[Fearen]

Werekat, я продолжу дальше, за последнее время, для подготовки к выступлению, я разобрал довольно много таких экспериментов и понял, что наша команда (ну как команда, я да научник остались) не единственная, которая движется в этом направлении. Более того, пока мы тут стоим, нас догоняют все остальные, это меня печалит, причину я описал выше, внезапно это не тщеславие (ну ладно, если быть честным с самим собой по крайней мере тщеславие не основной движитель).

[Werekat]

Fearen, я вообще восхищаюсь людьми, занимающимися темами, за которые принято пинать ногами. И даже не из-за пинков, но ведь действительно высока вероятность, что ищешь отсутствующую кошку в тёмной комнате. Так что желаю вам всяческой удачи — и чтобы кошка таки нашлась.

[Fearen]

Werekat, не так страшно если кошки и не будет, ведь в процессе я научусь уворачиваться от мебели и пользоваться другими органами чувств помимо зрения. А так как за это ещё и ногами пинают, то и научусь уворачиваться и парировать на отлично. Мой уровень за три года поднялся со дна до хорошего выпускника физтеха, так что я не думаю что тут могут быть какие-то проблемы из-за отсутствия кошки =)

[Werekat]

Fearen, ну, это смотря сколько ресурсов на это положить и сколько лет жизни.

[Fearen]

Werekat, просто сейчас я могу довольно обоснованно рассматривать варианты с работой в зарубежных лабораториях, не думаю что эти 3 года были потрачены зря. А вот что до десятков лет... Видел я тут после выступления своего некоторых людей, которые завязли в одном эксперименте, если можно так выразиться. Двадцать лет работают и уже глаз замылился, они скорее верят в свой эксперимент, чем получают результатов. Конечно до такого доводить не хочется, но у меня вроде бы хороший наставник, авось избегу. В конце концов мне надоест одним и тем же заниматься 20 лет, сбегу х) Никогда не поздно менять весь направление своего пути.

[Werekat]

Fearen, в общем, со всем согласна.