В.А.Жигалов (zhigalov@gmail.com)
PDF-версия
http://www.second-physics.ru/sites/all/files/lenr0.pdf
Вступление
История, побудившая меня написать эту статью, не нова. Среди множества тем научных исследований есть такие, которые вызывают сначала бурю эмоций и обсуждений, затем скандалы и разоблачения, затем тихое заболачивание с последующим вытеснением на периферию научного сообщества, в альтернативную науку и далее в объятия лженауки. Так называемый холодный термояд относится теперь к такой области: "термояд в стакане" образца 1989 года и «пузырьковый термояд» 2002-го - это два скандальных эпизода из его истории, в которой до сих пор не поставлено точки, напротив, появляющиеся регулярно запятые заставляют снова и снова обращать внимание на это явление. Однако, эти скандалы повлияли не самым лучшим образом на отношение к результатам исследований одного удивительного явления, которое, по-видимому, имеет другую природу при кажущейся похожести с "термоядом в стакане".
Однажды, просматривая ЖЖ-комьюнити science_freaks, известное своим нетерпимым отношением к разного рода псевдонаучным сенсациям, я наткнулся на обзор В.Ф.Балакирева и В.В.Крымского [Балакирев 2003-1], посвящённый трансмутациям химических элементов. В двух словах суть его сводилась к следующему: в разное время различные исследователи сталкивались с явлением, которое не имеет объяснения в современных официальных теориях: при электромагнитных воздействиях, далёких от традиционных "токамаковских" условий, возникают превращения (трансмутации) химических элементов. В обзоре описано около десяти исследований, проведённых в разное время разными группами и в различных условиях, и исторически имеющих разные предпосылки, но в результатах которых можно выделить такие общие черты:
1) В материале образца после высоковольтного разряда тока находятся химические элементы, которых там первоначально не было и взяться им было неоткуда;
2) Изменяется изотопный состав элементов образца;
3) Происходит выделение энергии, существенно превышающее подведённую;
4) Нет традиционной для ядерных реакций радиоактивности.
Такие результаты, вполне понятно, кажутся очень необычными и заставляют относиться очень настороженно к качеству экспериментов: срабатывает память о нашумевшем холодном термояде, да и вообще - где электрический разряд, пусть даже мощный, и где термоядерные реакции, которым, как принято считать, для инициирования нужны миллионы градусов и редкие изотопы водорода? Собственно, реакция научного сообщества к этому обзору представляла собой смесь молчания, осторожного скепсиса и выразительного покручивания пальцем у виска комиссии по лженауке нашей краснознамённой и легендарной Академии наук.
"Хвост или есть или его нет совсем - тут нельзя ошибиться"
Однако пристальное рассмотрение как проблемы, так и её исследований, заставляют задуматься. Изучив оригинальные публикации, можно заметить, что такое обилие независимых свидетельств о таком странном явлении - это скорее довод в пользу того, что явление есть, хотя, строго говоря, эти исследования, проведённые в различных условиях, не могут считаться независимыми подтверждениями результатов друг друга. Только одно исследование, сделанное группой В.Д.Кузнецова в Дубне [Кузнецов 2001], своей целью непосредственно ставило подтверждение результатов, сделанных в Курчатовском институте группой Л.И.Уруцкоева (электровзрыв тонкой фольги в воде) [Уруцкоев 2000]. Результаты подтвердились.
Конечно, ни один исследователь не застрахован от ошибок, и это следует держать в голове, не только встречая необъяснимые результаты. Но надёжно фиксируемое изменение элементного состава образцов, подтверждённое несколькими независимыми лабораториями, различными методами, с обнаружением чужеродных элементов в концентрациях, на порядки превышающих возможные погрешности измерений - это факт, от которого отмахнуться сложно. Собственно, у любого учёного в этом месте встаёт выбор - верить или нет. Если не верить - значит подозревать уже не просто грубые ошибки в эксперименте, но фальсификацию результатов, причём сразу несколькими исследовательскими группами, что вообще говоря, маловероятно.
Наконец, решающим моментом изучения этого феномена для меня лично было встреченное в том же комьюнити упоминание результатов работы украинской лаборатории "Протон-21" под руководством Станислава Адаменко, которая начиная с 2000 года взрывает электронными пучками медные мишени, получая в результатах реакции чуть ли не всю таблицу Менделеева, и публикует эти результаты в журналах «Foundations of Physics Letters» и «Foundations of Physics» [Adamenko 2004-1, 2004-2]. В 2007 году они выпустили 800-страничную монографию с результатами своих исследований по новому типу ядерных превращений в издательстве Springer [Adamenko 2007-1].
Что при этом происходит в официальных научных кругах? Умиляют отчёты тех комиссий, которые написали заключения, не удосужившись даже взглянуть на экспериментальные установки - отмашки в духе "бред, не бывает". Комиссия украинской Миннауки, проделавшая вместе с киевской группой Адаменко бок о бок ряд экспериментов, заключила, что:
1. В экспериментах на установке «Протон-21» наблюдаются факты ядерных реакций.
2. Регистрируются частицы высоких и сверхвысоких энергий (от 100 МэВ до 10 ГэВ), а также продукты ядерных реакций, источником которых является «горячая точка» процесса.
3. Регистрируется аномально высокое количество ускоренных ядер водорода, а также увеличение на два порядка концентрации тяжелого изотопа водорода — дейтерия.
4. Регистрируются ядерные преобразования частиц мишени в разнообразные химические элементы (в том числе с аномальным изотопным соотношением) с помощью нескольких методов масс-спектроскопии и спектроскопии.
Каждый охотник желает знать...
Что же так не нравится остальным академикам в этих результатах? Основной скепсис оппонентов направлен не на чистоту экспериментов, а на противоречащий всей практике изучения ядерных реакций факт: соотнося продукты реакции и исходный материал, можно заметить, что в продуктах реакции есть элементы как с более высокой энергией связи на нуклон, так и с меньшей. Так, при электровзрыве титановой фольги в воде получаются натрий, магний, алюминий, кремний, калий, кальций, ванадий, хром, железо, никель, медь, цинк. Почему это странно? Прописной истиной в ядерной физике до сих пор считалось, что в элементах до железа энергетически выгоден синтез, а у элементов тяжелее железа - распад. "Скатывание" вниз по кривой энергии связи энергетически невыгодно. Что заставляет атомы титана трансмутировать в кремний, алюминий, а медь - в золото (среди прочих продуктов реакций)? И если это термояд, почему в реакциях нет обязательного потока нейтронов? За более чем вековую историю изучения ядерных реакций такое ещё не встречалось, это что-то новое.
Но самым странным является даже не это. Сразу несколько авторов (Л.И.Уруцкоев [Уруцкоев 2000], М.И.Солин [Солин 2001], С.В.Адаменко [Adamenko 2007-2]) независимо друг от друга заявили, что ими были замечены проявления "сверхвысокоэнергетических магнитозаряженных частиц", которые по свойствам больше всего похожи на гипотетические магнитные монополи. Магнитный монополь, по версии Теории Великого Объединения - частица с очень странными свойствами. Обладая магнитным зарядом, но не обладая электрическим, эта частица, если бы она была обнаружена, являлась бы идеальной "убийцей материи" - она легко вступала бы в реакцию с ядрами атомов, приводя к ядерным реакциям. А самое удивительное из предсказанных теорией её свойств - это, пожалуй, её энергия - 10^15 ГЭв - ни в какое сравнение не идущая с доступными на современных ускорителях энергиями столкновений частиц. Ранее эту частицу родом из зарождающейся Вселенной, как реликтовый отголосок Большого Взрыва, искали в космическом излучении, искали в земных минералах и в лунном грунте, но не нашли.
Что-то похожее на эту гипотетическую частицу (но с меньшей энергией) получили исследователи явления трансмутации. Как же проявляет себя этот монополь? На фотографиях (Рис. 1-3) показаны треки, которые исследователи прочат в доказательства существования «лёгкого»монополя. Типичный трек очень похож на след от протектора шины - периодически повторяющийся рисунок. Частица как бы прошивает металл либо фотоэмульсию вдоль её поверхности, периодически проходя сквозь границу раздела материалов, то выходя из материала, то снова входя, уже под другим углом. В лаборатории Адаменко считают, что такое «скачущее» поведение гипотетической частицы объясняют разницей магнитных свойств у граничащих сред, и что образование треков вызвано ядерными превращениями окружающего вещества. Эту гипотезу подтверждает то, что в этих "червоточинах" также зафиксированы чужеродные элементы, которых в материале до образования треков не было. Да, и энергия при её прохождении выделяется значительная: (по оценкам группы Адаменко – порядка 10^6 ГэВ/см).
Рисунок 1. Изображения треков в многослойной поверхности (Si – SiO2 – Al) в результате воздействия «излучения горячей точки», лаборатория «Протон-21» [Adamenko 2007-2].
Рисунок 2. Фотография трека в застывшей «магнитной жидкости» в расплаве циркония [Солин 2001]
Рисунок 3. Фрагмент трека в фотоэмульсии в эксперименте при электровзрыве фольги [Уруцкоев 2000]
Такой «лёгкий» монополь (по оценкам, следующим из динамики его движения, его масса должна быть менее 1 ГэВ) был предсказан французским теоретиком Жоржем Лошаком в середине 80-го годов как развитие идей Дирака о магнитном монополе. В теории Лошака магнитный монополь – это магнитно возбуждённое нейтрино. Экспериментальные работы Н.Г.Ивойлова из Казани, выполненные как развитие работ Уруцкоева, подтверждают как характер движения этих монополей, так и их связь с бета-распадом [Ivoilov 2006]. В присутствии источников бета-распада и сильного магнитного поля Ивойлову удалось получить такие же треки, как и вблизи искрового плазменного разряда в жидкости, а комбинируя внешнее магнитное поле и различные материалы как поглотители либо отражатели этого «странного излучения», выявить некоторое особенности его взаимодействия с веществом. Монополи, как следует из этих результатов, рождаются парами («северный» и «южный») – см. Рисунок 4, и в этом явлении важную роль играет ещё и космическое излучение: по мнению Ивойлова эти загадочные частицы проявляются в экспериментах только после магнитного возбуждения некой составляющей космического излучения, и поэтому их поток нестабилен.
Рисунок 4. Зеркальные треки пары монополей с применением отражающих материалов [Ivoilov 2006]: a) – со стороны источника радиации, b) – со стороны отражающего материала.
И ещё один факт, о котором заявила группа Адаменко, и который заставляет или совсем уже по-новому взглянуть на проблему, окончательно отделив её от тумана "холодного термояда" (где основным камнем предновения были потоки нейтронов, которые упорно не желали возникать в повторных экспериментах), или просто вытеснить из своего разума все эти результаты как полностью бредовые. Если верить проведённым масс-спектроскопическим анализам, в результате реакции получаются стабильные сверхтяжёлые ядра, массой в сотни и тысячи а.е., которые при взаимодействии с обычными элементами проявляют себя как своеобразные чёрные дыры: они поглощают вещество, присоединяя к своим супер-ядрам ядра обычных атомов, так что пучки ионов, направленные на эти "тёмные пятна", не только не выбивают вторичных ионов с поверхности, но и не рассеиваются сами, что для метода ионной микроскопии наблюдается впервые.
Наконец, ещё одно отличие этого типа ядерных реакций - получающиеся продукты реакций всегда стабильны. А это значит, что это ещё и новый способ переработки ядерных отходов.
Игра по неписанным правилам
Совсем не удивительно, что ни одно из этих исследований не было профинансировано академическими структурами - чаще всего финансирование экспериментов было частным, и многие исследователи, а также их инвесторы поспешили как можно скорее запатентовать свой способ осуществления ядерных превращений, затруднив тем самым независимое подтверждение своих результатов. И, конечно, неудивительна реакция академиков как России, так и Украины - в качестве контраргументов там приводятся даже размеры бюджетов современных проектов осуществления классического термояда - дескать, ну куда вы лезете со своими маломощными лабораторными установками? Удивительно другое: почти все исследователи - из постсоветского пространства, некоторые эксперименты были начаты ещё во времена СССР, а, судя по публикациям, наиболее интересные и качественные работы были проведены в 2000-2002 годах. Обзор Балакирева и Крымского, по-видимому, впервые сведший разрозненные результаты на эту тему, вышел в 2003 году, в том же году отдельным сборником вышла книга под редакцией Балакирева [Балакирев 2003-2], где собраны статьи, вошедшие в обзор. Судя по публикациям, группа Адаменко наиболее активна в настоящее время, и их результаты наиболее известны за пределами бывшего СССР.
Пять лет - это срок, более чем достаточный для того, чтобы научное сообщество смогло воспринять новое явление. Почему этого не произошло? Науку можно рассматривать как игру по определённым правилам. Внимание научного сообщества - это ограниченный ресурс, и тот, кто сумел его завоевать - победитель. Есть в науке и проигравшие. Но правила, из-за которых более чем интересные результаты качественных исследований остаются погребены под завалами скептицизма, неплохо бы выделить в отдельный свод, дополняющий обычные, декларируемые принципы организации науки.
В некоторых областях есть "запрещённые" де-факто результаты исследований, противоречащие общепризнанным представлениям. Вероятность опубликовать в ведущих изданиях такой результат, не согласующийся с современными теориями, в этих областях исчезающе мала. Любой "странный" результат потребует от исследователя здесь заведомо больше сил, терпения, времени и средств, чтобы убедить научный мир в том, что он не ошибся и не фальсифицировал результаты. Зато результат, опровергающий наличие странного эффекта при независимой проверке, воспринимается как должный, даже при более низком качестве работы, и не вызывает возражений у большинства учёных.
Но даже при высочайшем качестве экспериментальной работы самое лучшее, на что может рассчитывать сейчас исследователь, получивший странные результаты в такой "неудачно выбранной области" - недоумённое молчание научного сообщества. Как следствие молчания либо предвзятого отношения путь на "высокие трибуны" таким результатам заказан, и возникает иллюзия того, что результатов таких просто нет и говорить как бы не о чем. Когда найденному факту ещё не подоспела общепризнанная теория, а старые теории не предсказывают этого факта, или, более того, противоречат ему - побеждает, увы, теория. Разумеется, столь гибельное для науки положение характерно не для всех областей, а прежде всего для "зачумлённых" неподтверждёнными сенсациями. К сожалению, низкоэнергетический термояд относится именно к такой области, а явление трансмутациии ближе всего находится именно к нашумевшему холодному термояду.
Каждая некачественно сделанная работа, независимо от её результатов, зачумляет эту область ещё сильнее. Цена ошибки возрастает здесь с каждым новым шагом, всё больше отдаляя день повторного обращения внимания на проблему, которое происходит, как правило, под другим углом, с другими предпосылками, с другой картиной развития теорий, с лаврами, доставшимися другим очередным первооткрывателям.
Два варианта
Так что же, если это не бред, не фальсификация и не ошибка? Тогда мы являемся свидетелями серьёзной драмы - внутренней драмы науки, имеющей далеко идущие последствия не только для института науки в целом, но и для всего человечества. Если исследователи правы, и явление есть, то человечество просто не готово для того, чтобы его воспринять, и продолжит тратить деньги на пока не работающий управляемый высокотемпературный термояд, а также на грязные и сверхдорогие ядерные технологии.
Официальную науку, конечно, тоже можно понять. Миллиарды, которые вложены в проекты типа Токамака, миллиарды, которые только планируется в них вложить, столь привычный мирный и убивающий атом и эксклюзивное владение государствами сверхдорогих ядерных технологий - всё это может быть теперь перечёркнуто простой безопасной энергетикой, если результаты экспериментов по трансмутации подтвердятся и будут признаны. Заодно, пусть и не сразу, никому не нужна станет нефть - гораздо выгоднее ядерно сжигать любой технологически подходящий для этого материал. И - уже совсем фантастический сценарий - золото и платину станут промышленно производить в таких количествах, что цена их резко упадёт. Не верится, правда?
Похоже, в данной задаче есть целых два варианта правильного ответа, один другого краше. Либо современная официальная наука и вправду откровенно проморгала очень важное и очень красивое явление, способное раз и навсегда решить энергетическую проблему человечества, а заодно избавить его от радиоактивных отходов. Либо не просто грубо ошибаются, а очень нагло врут около десяти независимых исследовательских групп и лабораторий. Третьего, увы, не дано.
Литература
[Балакирев 2003-1] В.Ф. Балакирев, В.В. Крымский. Низкотемпературная трансмутация химических элементов с выделением энергии при электромагнитных воздействиях. Известия Челябинского научного центра, вып. 4 (21), 2003
[Балакирев 2003-2] В.Ф. Балакирев, В.В. Крымский, Б.В. Болотов и др. Взаимопревращения химических элементов / Под ред. В.Ф. Балакирева. Екатеринбург: УРО РАН, 2003.
[Кузнецов 2001] Кузнецов В.Д., Мышинский Г.В., Жеменник В.И., Арбузов В.И. Проверочные эксперименты по наблюдению эффекта холодной трансмутации элементов // Материалы 8-й Российской конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов. М., 2001. С.308–332.
[Солин 2001] Солин М.И. Экспериментальные факты спонтанного зарождения конденсата солитонных зарядов с образованием продуктов ядерного синтеза в жидком цирконии. Часть 1 // Физическая мысль России, 2001. №1. С.43–58.
[Уруцкоев 2000] Уруцкоев Л.И., Ликсонов В.И., Циноев В.Г. Экспериментальное обнаружение "странного" излучения и трансформации химических элементов // Прикладная физика, 2000.Вып.4. С.83–100.
[Adamenko 2007-1] Controlled Nucleosynthesis. Breakthroughs in Experiment and Theory, Series: Fundamental Theories of Physics , Vol. 156, Adamenko, Stanislav; Selleri, Franco; Merwe, Alwyn van der (Eds.), 780 p. (Springer, 2007).
http://www.springer.com/physics/element … 020-5873-8
[Adamenko 2004-1] S. V. Adamenko and V. I. Vysotskii. Evolution of Annular Self-controlled Electron–Nucleus Collapse in Condensed Targets. Foundations of Physics, Volume 34, Number 11. November 2004, pp. 1801 – 1831.
[Adamenko 2004-2] S. V. Adamenko and V.I. Vysotskii. Mechanism of synthesis of superheavy nuclei via the process of controlled electron-nuclear collapse. Foundations of Physics Letters, Vol. 17 No. 3. June 2004, p. 203-233.
[Adamenko 2007-2] S. V. Adamenko, V. I. Vysotskii. Investigation of light magnetic monopoles and observation of monopole nuclear catalysis. 8th Int. Workshop on Anomalous in Hydrogen/Deuterium Loaded Metals, 12-18 Oct., 2007, Italy, Catania, Book of abstracts, p. 14 (2007).
[Ivoilov 2006] Ivoilov, N.G. Low energy generation of the "strange" radiation // Annales de la foundation Louis de Broglie. - 2006. - V.31, N.1. P.115-124.
См. также:
Русская мозаика LENR. Часть I. Эксперименты
