Что не так с «японским ученым» и его холодным термоядом

Портал «Хабр» сообщил, что «японский ученый Тадахико Мизуно» якобы смог получить 500 ватт тепла от прибора, хотя подводил к нему всего 250 ватт. Казалось бы, все звучит довольно солидно: с этим достижением Мизуно планирует выступить на конференции, и даже есть краткое резюме его выступления. Рассказываем о том, почему это не лженаука, но почему, тем не менее, к «нормальной» науке работа Мизуно никак не относится.

Сообщение о работе Мизуно выглядит необычно. За счет не до конца изученных физических эффектов, утверждается там, удалось получить отдачу, эквивалентную полкиловатту, от прибора, к которому подали четверть киловатта.

Доклад о самом «факте» получения энергии Мизуно позиционируется как сделанный для выступления на 22nd International Conference on Condensed Matter Nuclear Science ICCF-22. Выглядит внушительно, но, как и всегда в сложных темах, следует вникать в детали. Что скрывается за буквами ICCF-22? И почему те, кто пишут о Мизуно, не расшифровали это сокращение сами?

Все дело в том, что ICCF-22 — это «Международная конференция по холодному термоядерному синтезу» (International Conference on Cold Fusion). То есть перед нами тема, которую активно обсуждают уже 30 лет — вот только в основном за пределами научных кругов. Это может показаться необычным, потому что физически «холодный» термоядерный синтез возможен — более того, это установленный научный факт. Но обо всем по порядку. Сперва — о том, что якобы получилось у Тадахико Мизуно.

Автор утверждает, что установил у себя дома трубообразный реактор с никелевой сеткой, покрытой палладием. При подключении к сетке тока должно было выделяться тепло. Это и произошло, вот только калориметр показал, что этого тепла якобы было выделено порядка 500 ватт при вдвое меньшей подаче энергии. Более того, при подаче на «реактор» 50 ватт выделяемая в виде тепла энергия, по утверждению Мизуно, была эквивалентна 300 ватт.

Основной предполагаемый механизм якобы наблюдавшегося процесса — превращение более легких изотопов водорода в тяжелые, с выделением тепловой энергии. В общепринятой физике слияние ядер атомов в нормальных условиях невозможно: кулоновское отталкивание не даст им сблизиться на достаточно малое расстояние. Чтобы преодолеть его, нужны температуры и давления, которые делают термоядерную энергетику непрактичной.

В рамках концепции холодного термоядерного синтеза возможны условия, когда ядра атомов сливаются, несмотря на кулоновское отталкивание. Вообще-то сходные процесс известны и в «нормальной» физике. Если заменить в изотопах водорода электрон на мюон (отрицательно заряженная частица, примерно в двести раз тяжелее электрона), то из-за большей массы мюона возможно сближение ядер атомов такого «модифицированного» водорода на расстояния, при которых они сливаются. Так из пары атомов дейтерия можно получить, например, тритий или гелий. Что характерно, это происходит при низких температурах, а вовсе не при многих миллионах градусах, как в токамаках и иных термоядерных реакторах.

«Холодный» термоядерный синтез, таким образом, вполне возможен. Проблема в том, что энергия, которую в такой реакции можно получить за счет мюона, — не более 1,4 гигаэлектронвольта. А чтобы получить мюон на современных ускорителях, необходимо придать частице энергию от нескольких гигаэлектронвольт. Ситуация как с золотом, которое можно получить из других элементов с помощью ядерной физики: сам процесс возможен, но золото, полученное им, будет много дороже обычного. Никаких путей снизить нужную для наработки мюонов энергию пока даже не просматривается.

Сторонники «холодного синтеза» ищут какие-то катализаторы типа мюонов, но при этом намного более стабильные, способные сделать реальностью слияние атомов при умеренных температурах «за недорого».

Проблема этих поисков в том, что они идут без каких-либо здравых теоретических идей, «на ощупь», и даже сама возможность решения этой проблемы никак не доказана. Возьмем обычные токамаки: считается, что если вложить 25 миллиардов долларов ITER, то удастся добиться «горячей» термоядерной реакции, при которой энергии получалось бы больше, чем нужно на нагрев и удержание плазмы в токамаке. Далеко не очевидно, что из этого получится что-то экономически разумное (стоимость реактора на единицу тепловой мощности для этого должна упасть минимум в десятки раз). Но по крайней мере теоретически решение просматривается: если еще поднять температуру и/или давление и сделать реактор крупнее, шансы на энергетически осмысленную термоядерную реакцию есть. С холодным термоядом таких надежд пока нет.

Тем не менее попытки построить установки холодного ядерного синтеза предпринимались, предпринимаются и будут предприниматься во всем обозримом будущем. Двадцать вторая Международная конференция по холодному термоядерному синтезу проходит, как видно из названия, уже почти третий десяток раз. Холодный термояд считается неперспективным методом получения энергии минимум с 1990 года, однако еще много лет туда съезжались сотни человек. Это не только ученые-пенсионеры или ученые из областей, не связанных с ядерной физикой, но имеющих о ней свои особые представления. Такие места привлекают и инженеров, и типичных «изобретателей вечных двигателей» без заметных знаний даже об основах физики.

Движение «холодных термоядерщиков» нельзя назвать, как это часто ошибочно делают, лженаукой. Лженаука — то, что считает себя наукой, но на деле не имеет с ней связей, исходя из принципиально других представлений о научном методе и многом другом. Один из наиболее важных принципов лженауки — ее нельзя опровергнуть, потому что, как правило, она выдвигает нефальсифицируемые предположения. Так называют предположения, которые нельзя опровергнуть и подтвердить экспериментами. Например, учение о плоской Земле, удивительно популярное даже в наше время, по ряду признаков весьма близко именно к лженауке — но только до тех пор, пока его сторонники не попробуют космические полеты, чтобы увидеть на практике: плоская Земля или шарообразная. С практической точки зрения это вполне лженаука, поскольку реально существующие «плоскоземельцы» не способны сами создать средства достижения космоса, а «официальным» ракетам они не доверяют.

Холодный термояд точнее именовать «патологической наукой». Это значит, что его сторонники формально не отвергают научный метод, строят предположения, которые могут быть подтверждены или опровергнуты. Однако они — часто будучи неспециалистами — ставят эксперименты некорректно или неверно интерпретируют их результаты, поэтому остаются убеждены, что делают реальные научные открытия. Автор термина, нобелевский лауреат по химии Ирвинг Лэнгмюр, отмечал, что почва для «патологической науки» формируется почти каждый раз, когда какая-то концепция признается научным сообществом некорректной. Всегда найдется тот, кто не хочет оставить ее, или же, в силу того, что не является специалистом в вопросе, не может понять причины, по которым наука оставила эту концепцию.

Есть несколько банальных рекомендаций, позволяющих быстро заметить, что вам «втирают какую-то дичь».

Первое: где опубликовано сообщение. В случае с Мизуно это «выжимки» для Международной конференции по холодному термоядерному синтезу. Любители патологической науки стараются не выставлять напоказ лишний раз «подозрительные» словосочетания, маскируя их под малопонятные сокращения типа «ICCF-22». Поэтому желательно разобраться, что значат все непонятные аббревиатуры и обозначения, касающиеся места публикации статьи о том или ином результате.

Второе. Поймите, кто автор. Если нам пишут «японский ученый Тадахико Мизуно добился…», сперва узнайте, ученый ли он. Где он работает? Обычно любой, кто хочет, чтобы к нему относились серьезно, укажет, если работает в университете или исследовательском центре. В выходных данных сообщения Мизуно место работы указано как Hydrogen Engineering Application and Development Companу. То есть человек работает в небольшой компании, где он к тому же входит в состав руководства, а в научных учреждениях не числится. Его соавтор Джед Ротвелл (Jed Rothwell) в качестве места работы указал lenr-canr.org, то есть сайт, посвященный холодному термоядерному синтезу. На этом этапе достаточно поинтересоваться, что собой представляет такой синтез, чтобы все понять.

Остается другой вопрос: почему Хабр опубликовал сообщение такого рода? Как честно написал сам автор публикации: «Данная новость не претендует на научность, а больше для обсуждения и для тех, кто интересуется псевдонаукой». Поддерживать читаемость в мире научпопа сложно. Людей, верящих в реальность холодного термояда, мало, но вот желающих заработать на любителях «обсуждения и <…> тех, кто интересуется псевдонаукой» среди работников популярных сайтов более чем достаточно.