Ein Gerät, das entwickelt wurde, um eine funktionierende Kaltfusionsreaktion zu simulieren, aber das war tatsächlich eine absichtliche Täuschung. Bildnachweis: Juan-Louis Naudin, 2003.

Ist eine Kaltfusion möglich? Oder ist es ein Betrug?

Es gibt strenge wissenschaftliche Standards, die eine neue "behauptete Entdeckung" erfüllen muss. Ist die kalte Fusion dort angekommen?

„Zwischen Cold Fusion und seriöser Wissenschaft gibt es praktisch überhaupt keine Kommunikation. … Weil sich die Cold-Fusioner als belagerte Gemeinschaft verstehen, gibt es wenig interne Kritik. Experimente und Theorien werden in der Regel zum Nennwert akzeptiert, aus Angst, externen Kritikern noch mehr Treibstoff zu liefern, wenn sich jemand außerhalb der Gruppe die Mühe macht, zuzuhören. Unter diesen Umständen gedeihen Crackpots, was die Situation für diejenigen verschlimmert, die glauben, dass hier ernsthafte Wissenschaft betrieben wird. “ David Goodstein

Eines der größten Versprechen der Kernphysik ist billige, saubere und reichlich vorhandene Energie. Während Kernspaltungsanlagen mit hochradioaktiven Materialien und Endprodukten zu tun haben und die Sonne - eine spontane Quelle der Kernfusion - 150 Millionen Kilometer entfernt ist, ist der Traum von der Kernfusion hier auf der Erde lebendig und gut. Ob in Form von „Cold Fusion“ oder „LENR“ (für Niedrigenergie-Kernreaktionen), viele haben seit den 1980er Jahren behauptet, dass die Lösung für unseren Energiebedarf entweder am Horizont oder bereits hier war. Dennoch hat niemand ein funktionierendes Kaltfusionsgerät auf den Markt gebracht, noch wurde jemals eines unabhängig untersucht und verifiziert. Was ist denn hier los?

Der mächtigste Weg, Energie aus Materie zu gewinnen, besteht darin, diese Masse über Einsteins E = mc2 direkt in Energie umzuwandeln. Im Gegensatz zu chemischen Reaktionen, die bei ihrem Auftreten Energie im Wert von Elektronenvolt (eV) pro Atom freisetzen, setzen Kernreaktionen - Reaktionen wie Fusion und Spaltung - Energie im Wert von Mega-Elektronenvolt (MeV) pro Atom frei: etwa eine Million Mal So viel. Die stärkste Atomexplosion, die jemals auf der Erde stattgefunden hat, wandelte ungefähr die Masse eines Apfels in Energie um und war stark genug, um eine ganze Großstadt auszulöschen.

Die Pilzwolke aus dem Atomwaffentest Bravo (Ausbeute 15 Mt) auf dem Bikini-Atoll. Der Test war Teil der Operation Castle im Jahr 1954 und war eine der stärksten (aber nicht DIE stärksten) Wasserstoffbomben, die jemals gezündet wurden. Bildnachweis: US-Energieministerium.

Sogar die durch Kernfusion angetriebene Sonne hat über einen Zeitraum von 4,5 Milliarden Jahren ungefähr 0,03% ihrer Masse in Energie umgewandelt: rund um die Masse des Planeten Saturn. Die Kernfusion findet jedoch zwischen geladenen Teilchen wie Atomkernen statt, und die Barriere der Abstoßung gleicher Ladungen ist sehr stark. Um zwei Protonen nahe genug zusammenzubringen, um zu fusionieren, sind Temperaturen von mehr als 4 Millionen K erforderlich, was zu der Art der Kernfusion führt, die wir kennen: Heißfusion. (Dies ist der gleiche Grund, warum eine Spaltbombe erforderlich ist, um die Kernfusion in der Wasserstoffbombe, der mächtigsten Waffe, die der Menschheit bekannt ist, zu entzünden.) Fortschritte wurden an den Fronten der magnetisch begrenzten Fusion und der Trägheitsfusion erzielt, bei denen entweder starke magnetische Felder oder eine Reihe von Lasern werden verwendet, um ein Plasma einzuschließen und zu komprimieren, wodurch in den letzten Jahrzehnten Kerne miteinander verschmelzen. Im Vergleich zu dem, was bei diesen Reaktionen eingegeben werden muss, wurde immer mehr Energie extrahiert, aber wir sind noch weit von der Gewinnschwelle entfernt: Hier kommt mehr Energie aus der Reaktion heraus, als zum Starten der Reaktion in der ersten erforderlich ist Ort.

Eine Fusionsvorrichtung, die auf magnetisch begrenztem Plasma basiert. Bildnachweis: PPPL-Management, Princeton University, Department of Energy, aus dem FIRE-Projekt unter http://fire.pppl.gov/.

Wenn wir diesen Breakeven-Punkt erreichen könnten, wäre dies der ultimative Energiedurchbruch, da die Fusionskraft sauber ist, keinen radioaktiven Abfall produziert und der Brennstoff dafür billig, reichlich vorhanden und praktisch unbegrenzt ist. Bisher scheint die traditionelle „heiße Fusion“ unglaublich hohe, anhaltende Temperaturen zu erfordern, um zu arbeiten, und dafür müssten wir unsere eigene Miniatursonne bauen. Diese technischen Schwierigkeiten erklären vielleicht am besten, warum wir sie noch nicht haben. Aber es gibt noch eine andere Möglichkeit: kalte Fusion. Anstatt Temperaturen von Millionen Grad erreichen zu müssen, ist die Kaltfusion - kürzlich in LENR (Low-Energy Nuclear Reactions) umbenannt - die Idee, dass diese Fusionsreaktionen bei viel niedrigeren Temperaturen effizient und wiederholbar ausgelöst werden können: vielleicht nur Tausende von Grad, oder etwas nicht viel höher als Raumtemperatur. Es ist das ultimative Versprechen von freier, reichlich vorhandener Energie, und es ist ein Traum, der ein Erzeugungsgerät in jedes Haus stecken würde.

Ein Konzept für eine „Heim“ -E-Katze mit freundlicher Genehmigung von E-Cat.com.

Aber ist es zu schön um wahr zu sein? Es gibt eine alte Geschichte, die den kalten Fusionsgeschichten heute sehr ähnlich ist. Ich werde Ihnen eine Geschichte erzählen, die bereits 1770 beginnt, bevor nicht nur die Idee der Kernfusion, sondern auch bevor Atomkerne oder sogar die moderne Theorie der Atome existierten. Stattdessen beginnt unsere Geschichte mit dem allerersten Schachautomaten, Wolfgang von Kempelens Mechanical Turk.

Der mechanische Türke, offen und geschlossen, wie im 19. Jahrhundert gezeichnet. Bildnachweis: Kupferstich von Karl Gottlieb von Windisch.

Fast zwei Jahrhunderte vor der Erfindung des modernen Computers konnte der Türke ein sehr starkes Schachspiel spielen, die meisten seiner Spiele gewinnen und alle außer den besten Spielern der Welt zu dieser Zeit besiegen. Natürlich wurde sofort angenommen, dass es sich um einen Scherz handelte, aber viele Ausstellungen der Maschine schienen sich als echt zu erweisen, und die Maschine schien nicht nur bemerkenswerte Schachfähigkeiten zu zeigen, sondern auch die Fähigkeit, falsche Züge zu erkennen. Wie ein (besiegter) Gegner feststellte, war sein Versuch zu betrügen,

„Indem ich der Königin die Bewegung eines Ritters gab, aber mein mechanischer Gegner sollte nicht so aufgezwungen werden; Er hat meine Königin aufgenommen und sie auf dem Platz ersetzt, von dem ich sie weggebracht hatte. “
Eine moderne Rekonstruktion des Mechanical Turk, eines gefälschten Schachautomaten. Bildnachweis: Carafe / Creative Commons.

Der Türke schien ein manuelles Anlassen zu benötigen, um sich einzuschalten und zu bedienen, und würde zu einem knirschenden Geräusch beim Drehen des Zahnrads im Inneren führen. Zusätzlich zu den unteren Schubladen, die ein Schachbrett und Figuren enthielten, gab es sechs Türen, drei vorne und drei hinten. Hinter der linken Tür befand sich, wie oben gezeigt, ein Satz ineinandergreifender Metallzahnräder, die sich nach dem Aufwickeln tatsächlich drehten. Hinter den rechten beiden befand sich ein rotes Kissen und ein offener Raum, so dass alle Türen geöffnet werden konnten und man klar durch den Türken sehen konnte.

Die durchsichtige Unterseite des mechanischen Türken. Nichts als Zahnräder hier! Bildnachweis: Carafe / Creative Commons.

Nachdem der Türke alle außer der stärksten regionalen Konkurrenz besiegt hatte, wurde er durch Europa geführt, wo er in zahlreichen Ausstellungen spielte, darunter eine gegen den stärksten Spieler des Tages, Andre Philidor, der es - obwohl siegreich - als „sein ermüdendstes Spiel“ bezeichnete Schach jemals! "

Aber die Zahnräder links und die Schubladen unten waren falsch; Sie erstreckten sich nur um ein Drittel des Rückwegs und ermöglichten es dem Bediener - höchstens 4 Fuß (höchstens 4 Fuß), der sich darin versteckt hatte -, in eine unsichtbare Position zu rutschen, wenn die beiden Türen ganz rechts geöffnet wurden. Der Türke war in der Tat kein Automat, sondern eine sehr gut gestaltete Maschine, die von einem menschlichen Bediener im Inneren angetrieben wurde. Aber erst in den 1820er Jahren wurde der Betrug aufgedeckt, und es würde buchstäblich 200 Jahre nach dem ersten Spiel des Türken nicht dauern, bis ein wirklich automatisiertes Programm Schach auf dem Niveau des Türken spielen konnte.

Andrea Rossi (Hintergrund) und seine Teammitglieder arbeiten an einer „kontrollierten Demonstration“ der E-Cat. Bildnachweis: Ovidiu Sandru.

Der Grund, warum diese Geschichte wichtig und relevant für das Cold-Fusion-Spiel ist, ist, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, wie der „Betrug“ des mechanischen Türken aufgefangen werden könnte.

  • Die Leute hätten Anweisungen verlangen können, wie man eine selbst baut, und wenn sie es nicht konnten (weil es nicht funktionieren würde, wenn die Anweisungen befolgt würden), würden sie wissen, dass es betrügerisch war.
  • Die Mitarbeiter hätten das Gerät unabhängig testen können, um Zugriff auf jede einzelne Komponente, aus der es besteht, zu zerlegen, zu analysieren und darauf zuzugreifen. Und sie hätten entweder ein nicht funktionierendes Gerät (ohne Menschen im Inneren) oder ein betrügerisches Gerät (mit einem Menschen im Inneren) aufgedeckt.
  • Oder sie hätten Repliken oder Designs verlangen können, die angeblich die Schlüsselkomponenten des Geräts lieferten, um zu testen, ob es tatsächlich das tat, was der Erfinder behauptete.
Ein mutmaßliches Kaltfusionsgerät in Aktion, das von einem Team aus der Ferne beobachtet wurde, das vor, während oder nach dem Test nicht auf das Gerät zugreifen durfte. Bildnachweis: von G. Levi et al., 2014, über http://www.sifferkoll.se/sifferkoll/wp-content/uploads/2014/10/LuganoReportSubmit.pdf.

Aber der Betrug hätte nicht aufgefangen werden können, wenn es Dinge wie versteckte Komponenten auf dem Gerät gegeben hätte, auf die nicht zugegriffen werden konnte, wenn externe Signale an oder durch das Gerät übertragen wurden, die unentdeckt blieben, wenn jemand heimlich auf und zugegriffen hätte Ändern des Geräts, wenn niemand es beobachten konnte oder wenn der Anschein erweckt wurde, dass ein Signal vom Gerät stammt, obwohl es tatsächlich von einer externen Quelle stammt. Und mit jedem Kaltfusionsgerät, von dem behauptet wird, dass es funktioniert, sind genau diese Probleme im Spiel.

Ein cleverer Verkabelungstrick könnte ein Strommessgerät leicht „täuschen“, wenn tatsächlich eine externe Quelle den angeblichen Fusionsgenerator mit Strom versorgt. Bildnachweis: Peter Thieberger, 2011.

Obwohl viele Wissenschaftler - viele Randwissenschaftler, einige Sesselwissenschaftler und einige ernsthafte Wissenschaftler - an Kaltfusions- oder LENR-Geräten arbeiten, gibt es nur eine Art von Experiment, das die wissenschaftlichen Kriterien für eine robuste, reproduzierbare Wissenschaft erfüllt: Myon-katalysierte Fusion. Wasserstoffatome bestehen aus Protonen und Elektronen. Da Elektronen so leicht sind, haben sie typischerweise eine physikalische Größe von etwa 10 bis 10 Metern. Sie können mehrere Atome nahe beieinander bringen, aber ihre Kerne, die nur eine Größe von etwa 10 bis 15 Metern haben, kommen bei diesen niedrigen Temperaturen nie nahe genug heran, damit sich ihre Quantenwellenfunktionen so weit überlappen, dass eine Fusion stattfindet. Wenn Sie jedoch das Elektron durch ein Myon ersetzen, ein instabiles Teilchen mit einer Lebensdauer von nur 2,2 Mikrosekunden, wird das Wasserstoffatom hunderte Male kleiner. Und dann können sich die Wellenfunktionen überlappen und es kommt zu einer Fusion mit niedriger Energie.

Eine (nicht maßstabsgetreue) Darstellung von normalem Wasserstoff und Myonwasserstoff mit Wellenfunktionsüberlappung ist im Bild dargestellt. Bildnachweis: University of Taiwan (Haupt) und Molecular Beam Epitaxy Group an der University of Maryland (Einschub).

Dies wäre eine großartige Energiequelle, wenn es nicht so viel kosten würde, Myonen zu produzieren und zu kontrollieren! Für alle anderen Ideen, Mechanismen und Geräte gibt es kein Experiment, das Sie durchführen können, bei dem eine Fusion stattfindet und mehr Energie verbraucht wird, als Sie eingeben. Es wird nichts veröffentlicht, das von einem unabhängigen Team überprüft und wiederholt werden kann. Und es gibt kein Gerät da draußen - trotz angeblicher „Demonstrationen“, die seit über fünf Jahren existieren -, das Sie kaufen, untersuchen, verwenden oder steuern können, ohne dass die sogenannten Erfinder eingreifen. Trotz der Behauptungen, die Sie möglicherweise von Kaltfusionsbegeisterten, LENR-Forschern, Andrea Rossi oder Defkalion hören, ist keiner von ihnen bereit, Ihnen ein überprüfbares, funktionierendes Gerät zur Verfügung zu stellen, das Sie unabhängig untersuchen können, oder ein Experiment, das Sie selbst wiederholen können. Jede gegenteilige Behauptung ist philosophisch nicht vertretbar.

Andrea Rossi und Sterling Allan während einer Demonstration der E-Cat im Jahr 2011. Bildnachweis: Sterling D. Allan mit Hank Mills von Pure Energy Systems News. Über http://pesn.com/2011/10/28/9501940_1_MW_E-Cat_Test_Successful/.

Dies bedeutet nicht unbedingt, dass sie lügen, dass LENR unmöglich ist oder dass Betrug vor sich geht. Aber es ist nicht die Aufgabe der Wissenschaft zu beweisen, dass uns jemand täuscht; Es ist die Aufgabe eines guten Wissenschaftlers, der Welt zu beweisen, dass wir uns nichts vormachen, wenn wir einen außergewöhnlichen Anspruch erheben. Sobald dieser Balken gelöscht ist - und das beginnt damit, dass die Leute, die daran arbeiten, außergewöhnliche Anstrengungen unternehmen, um zu demonstrieren, dass der Balken gelöscht ist -, können wir LENR oder Cold Fusion in den Bereich realer, robuster und unglaublicher Wissenschaft fördern. Aber bis zu diesem Tag sollten wir alle skeptisch bleiben. Mit den Worten von Richard Feynman:

Das erste Prinzip ist, dass Sie sich nicht täuschen dürfen. Und du bist die am einfachsten zu täuschende Person.

Dieser Beitrag erschien zuerst bei Forbes und wird Ihnen von unseren Patreon-Unterstützern werbefrei zur Verfügung gestellt. Kommentieren Sie unser Forum und kaufen Sie unser erstes Buch: Beyond The Galaxy!