Ein Gerät, das entwickelt wurde, um eine funktionierende Kaltfusionsreaktion zu simulieren, aber das war tatsächlich eine bewusste 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. Hat es eine kalte Fusion gegeben?

„Zwischen Cold Fusion und seriöser Wissenschaft gibt es praktisch keine Kommunikation. … Weil sich die Cold-Fusioners 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 zur Verfügung zu stellen, wenn sich jemand außerhalb der Gruppe die Mühe macht, zuzuhören. Unter diesen Umständen gedeihen Crackpots, was die Lage derjenigen 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, lebt der Traum von der Kernfusion hier auf der Erde. Ob in Form von „Cold Fusion“ oder „LENR“ (für energiearme Kernreaktionen), viele behaupten seit den 1980er Jahren, dass die Lösung für unseren Energiebedarf entweder am Horizont oder bereits hier zu finden sei. Dennoch hat niemand ein funktionierendes Kaltfusionsgerät auf den Markt gebracht, noch wurde jemals eines unabhängig untersucht und verifiziert. Was ist denn hier los?

Der effektivste Weg, Energie aus der Materie zu gewinnen, besteht darin, diese Masse über Einsteins E = mc2 direkt in Energie umzuwandeln. Im Gegensatz zu chemischen Reaktionen, bei denen Elektronenvolt (eV) Energie pro Atom freigesetzt werden, setzen Kernreaktionen - Reaktionen wie Fusion und Spaltung - Mega-Elektronenvolt (MeV) Energie pro Atom frei: rund 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 in der Zeit ihres 4,5 Milliarden-jährigen Bestehens 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 für die 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 uns bekannten Art der Kernfusion führt: Heißfusion. (Dies ist der gleiche Grund, warum eine Spaltungsbombe erforderlich ist, um die Kernfusion in der Wasserstoffbombe, der stärksten Waffe, die der Menschheit bekannt ist, zu zünden.) Fortschritte wurden an den Fronten der magnetisch begrenzten Fusion und der Trägheitsbeschränkungsfusion erzielt, wo entweder eine starke magnetische Felder oder eine Reihe von Lasern werden verwendet, um ein Plasma einzuschließen und zu komprimieren, wodurch die Kerne in den letzten Jahrzehnten miteinander verschmelzen. Es wurde immer mehr Energie entnommen, als für diese Reaktionen benötigt wird, aber wir sind noch weit von der Gewinnschwelle entfernt: Hier wird mehr Energie aus der Reaktion gewonnen, als zum Starten der Reaktion im ersten Schritt erforderlich ist Ort.

Eine Fusionsvorrichtung basierend auf magnetisch begrenztem Plasma. 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 Fusionskraft sauber ist, keinen radioaktiven Abfall erzeugt 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. Es gibt aber noch eine andere Möglichkeit: Kaltfusion. Anstatt Temperaturen von mehreren Millionen Grad erreichen zu müssen, ist die Kaltfusion - kürzlich in LENR (Low-Energy Nuclear Reactions) umbenannt - die Idee, dass diese Fusionsreaktionen effizient und wiederholbar bei viel niedrigeren Temperaturen angeregt werden können: vielleicht nur bei Tausenden von Grad. oder etwas nicht viel höher als Raumtemperatur. Es ist das ultimative Versprechen von freier, reichlich vorhandener Energie und ein Traum, der ein Stromerzeugungsgerät in jedes Haus bringen würde.

Ein Konzept für eine

Aber ist es zu schön, um wahr zu sein? Es gibt eine alte Geschichte, die den kalten Fusionsgeschichten von heute sehr ähnlich ist. Ich werde Ihnen eine Geschichte erzählen, die 1770 begann, 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 Schachspielautomaten, 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 war der Türke in der Lage, ein sehr starkes Schachspiel zu spielen, die meisten seiner Partien zu gewinnen und bis auf die weltbesten Spieler alle zu besiegen. Man glaubte natürlich sofort, 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 aufzuweisen, sondern auch die Fähigkeit, falsche Züge zu erkennen. Wie ein (besiegter) Gegner feststellte, war sein Betrugsversuch

„Indem ich der Königin den Zug eines Ritters gab, aber mein mechanischer Gegner sollte nicht so auferlegt werden. er nahm meine Königin und ersetzte sie auf dem Platz, von dem ich sie bewegt hatte. "
Eine moderne Rekonstruktion des Mechanical Turk, eines gefälschten Schachspielautomaten. Bildnachweis: Karaffe / Creative Commons.

Der Türke schien ein manuelles Anlassen zu erfordern, um „einzuschalten“ und zu funktionieren, und würde ein knirschendes, zahnraddrehendes Geräusch im Inneren verursachen. Neben den unteren Schubladen, die ein Schachbrett und Teile enthielten, gab es sechs Türen, drei vorne und drei hinten. Wie oben gezeigt, befand sich hinter der linken Tür ein Satz ineinandergreifender Metallzahnräder, die sich nach dem Aufziehen 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

Nachdem der Türke die stärkste regionale Konkurrenz besiegt hatte, wurde er durch Europa geführt, wo er in zahlreichen Ausstellungen auftrat, unter anderem gegen den stärksten Spieler des Tages, Andre Philidor, der ihn - obwohl er siegreich - als „sein ermüdendstes Spiel“ bezeichnete vom Schach überhaupt! "

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

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 der „Betrug“ des Mechanical Turk auf vielfältige Weise hätte aufgedeckt werden können.

  • Die Leute hätten Anweisungen verlangen können, wie man sich selbst baut, und wenn sie dies nicht könnten (weil es nicht funktionieren würde, wenn die Anweisungen befolgt würden), würden sie wissen, dass es betrügerisch ist.
  • Die Mitarbeiter hätten das Gerät auch unabhängig testen können, um es zu zerlegen, zu analysieren und auf alle Komponenten zuzugreifen, aus denen es besteht. Und sie hätten entweder ein nicht funktionierendes Gerät (mit keinem Menschen im Inneren) oder ein betrügerisches Gerät (mit einem Menschen im Inneren) entdeckt.
  • Oder sie hätten Repliken oder Designs verlangen können, die angeblich die Schlüsselkomponenten des Geräts bereitstellten, um zu testen, ob es tatsächlich das tat, was der Erfinder behauptete.
Ein mutmaßliches Cold-Fusion-Gerät in Aktion, das von einem Team aus der Ferne beobachtet wurde, das vor, während oder nach dem Test keinen Zugriff auf das Gerät hatte. 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 zum Gerät gegeben hätte, auf die nicht zugegriffen werden konnte, wenn externe Signale zu oder durch das Gerät übertragen wurden, die unentdeckt blieben, wenn jemand verstohlen 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 bei jedem Kaltschmelzgerät, von dem behauptet wird, dass es funktioniert, sind dies genau die Probleme, die im Spiel sind.

Ein cleverer Verdrahtungstrick 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, die 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 normalerweise 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 niemals nahe genug heran, damit sich ihre Quantenwellenfunktionen überlappen und es zur Fusion kommt. Ersetzt man jedoch das Elektron durch ein Myon, ein instabiles Teilchen mit einer Lebensdauer von nur 2,2 Mikrosekunden, wird das Wasserstoffatom hunderte Male kleiner. Dann können sich die Wellenfunktionen überlappen und es kommt zu einer energiearmen Fusion.

Eine Abbildung (nicht maßstabsgetreu) von normalem Wasserstoff und myonischem Wasserstoff, wobei die Wellenfunktionsüberlappung im Einschub gezeigt ist. Bildnachweis: University of Taiwan (Main) und die Molecular Beam Epitaxy Group an der University of Maryland (Inset).

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, um Fusionen und mehr Energie zu erzeugen, als Sie eingesetzt haben. Es wurde 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 dies von den sogenannten Erfindern gestört wird. Ungeachtet der Behauptungen, die Sie von Kaltfusionsenthusiasten, LENR-Forschern, Andrea Rossi oder Defkalion hören könnten, ist keiner von ihnen bereit, Ihnen ein überprüfbares, funktionierendes Gerät zur Verfügung zu stellen, das Sie unabhängig untersuchen oder mit einem Experiment, das Sie selbst wiederholen können. Jede gegenteilige Behauptung ist philosophisch nicht vertretbar.

Andrea Rossi und Sterling Allan bei einer Demonstration der E-Cat im Jahr 2011. Bildnachweis: Sterling D. Allan mit Hank Mills von Pure Energy Systems News. Via 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 zum Narren hält. Es ist die Aufgabe eines guten Wissenschaftlers, der Welt zu beweisen, dass wir uns nichts vormachen, wenn wir einen außergewöhnlichen Anspruch erheben. Sobald diese Bar geräumt ist - und das beginnt damit, dass die Leute, die daran arbeiten, außergewöhnliche Anstrengungen unternehmen, um zu demonstrieren, dass die Bar geräumt ist -, können wir LENR oder Cold Fusion zu einer echten, robusten und unglaublichen Wissenschaft machen. Aber bis zu diesem Tag sollten wir alle skeptisch bleiben. Mit den Worten von Richard Feynman:

Der erste Grundsatz ist, dass Sie sich nicht täuschen dürfen. Und Sie sind die am leichtesten zu täuschen.

Dieser Beitrag erschien zum ersten Mal 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!