le chimiste Martin Fleischmann (photo avec la politicienne américaine Marilyn Lloyd) faisait partie d’une équipe qui prétendait avoir produit de la fusion à froid en 1989.Crédit: Margot Ingoldsby/AP/
Depuis 2015, Google finance des expériences dans la science controversée de la fusion froide — la théorie selon laquelle la fusion nucléaire, le processus qui alimente le soleil, peut produire de l’énergie dans une expérience sur table à température ambiante., Deux scientifiques ont d’abord fait des déclarations sensationnelles sur la réalisation du phénomène — promettant une énergie sans fin et bon marché — il y a 30 ans, mais leurs résultats ont été rapidement démystifiés et le sujet est maintenant considéré comme un tabou scientifique.
le projet de Google — révélé dans une perspective de la Nature évaluée par des pairs 1 Cette semaine-n’a trouvé aucune preuve que la fusion froide est possible, mais a fait des progrès dans les techniques de mesure et de science des matériaux qui, selon les chercheurs, pourraient bénéficier à la recherche sur l’énergie., L’équipe espère également que ses travaux inspireront d’autres personnes à revoir les expériences de fusion à froid, même si le phénomène ne se concrétise toujours pas.
« ce n’est pas seulement une chasse à la fusion froide”, explique Matthew Trevithick, directeur de programme de recherche chez Google à Mountain View, en Californie. « Si c’était le cas, je ne pense pas que nous aurions maintenu un intérêt de ce calibre d’équipe aussi longtemps. »
L’équipe de Google a exploré trois configurations expérimentales qui ont été proposées pour générer de la fusion à froid-deux impliquant du palladium et de l’hydrogène, et une impliquant des poudres métalliques et de l’hydrogène., Aucune preuve de fusion n’a été trouvée. Les résultats ont été publiés dans 12 articles au cours des 2 dernières années: 9 dans des revues à comité de lecture et 3 sur le serveur arXiv preprint.
certains scientifiques se sont félicités de l’examen minutieux apporté par le projet Google. Mais Frank Close, physicien théoricien à l’Université D’Oxford, au Royaume-Uni, affirme que le courant scientifique a évité le sujet pour une bonne raison: personne n’a réussi à reproduire indépendamment la découverte et des sujets plus intéressants ont émergé, dit-il., ” Il n’y a aucune raison théorique de s’attendre à ce que la fusion froide soit possible, et une grande quantité de science bien établie qui dit que cela devrait être impossible », explique Close, qui a participé aux efforts pour reproduire l’expérience originale de 1989.
allégations notoires
en mars 1989, deux chimistes américains Stanley Pons et Martin Fleischmann ont annoncé avoir vu un excès de chaleur et de produits de réaction de fusion-signes de fusion nucléaire-lorsqu’ils ont fait passer un courant sur deux plaques de palladium dans de l’eau chargée de deutérium, un isotope lourd de l’hydrogène., D’autres ont rapidement souligné des erreurs dans leur procédure expérimentale. Depuis lors, deux examens du Département AMÉRICAIN de l’énergie n’ont trouvé aucune preuve du phénomène .
Mais la fusion froide — maintenant communément appelée réactions nucléaires à basse énergie-a conservé une suite persistante qui continue de revendiquer des preuves de succès.
Le projet de 10 millions de dollars de Google visait à tester rigoureusement les allégations de fusion à froid dans un domaine qui manquait de données scientifiques crédibles, explique Trevithick. Un autre objectif était également de pousser les méthodes dans des conditions expérimentales difficiles., Mais, il ajoute: « le fait que le paiement pourrait être énorme est certainement une composante de notre intérêt. »
puits D’énergie
on pense que la fusion nucléaire ne se produit que dans des environnements extrêmes tels que le Soleil, où des températures et des pressions élevées peuvent amener les atomes d’hydrogène à surmonter leur répulsion mutuelle et à fusionner en hélium, libérant d’énormes quantités d’énergie. Certaines expériences sur terre tentent de reproduire le phénomène, mais n’ont pas encore prouvé qu’elles peuvent générer suffisamment d’énergie pour compenser les grandes quantités dont elles ont besoin pour fonctionner.,
on pense que la probabilité de fusion des atomes à des températures beaucoup plus basses est extrêmement faible. Mais, si possible, ce phénomène apporterait d’énormes avantages en supprimant les vastes besoins en énergie de la fusion.
L’équipe de Google était composée de 30 chercheurs qui n’avaient pas d’opinions tranchées sur la fusion froide. Tous avaient accès aux données et aux appareils de l’autre et pouvaient examiner le travail de l’autre.
Les chercheurs ont poursuivi les trois volets expérimentaux qu’ils ont jugés suffisamment crédibles., Dans l’un, ils ont essayé de charger du palladium avec des quantités de deutérium supposées nécessaires pour déclencher la fusion. Mais à des concentrations élevées, l’équipe a été incapable de créer des échantillons stables.
un deuxième volet a suivi les travaux des années 1990 de physiciens américains qui prétendaient avoir généré des niveaux anormaux de tritium — un autre isotope de l’hydrogène lourd, créé uniquement par des réactions nucléaires — en bombardant le palladium avec des impulsions d’ions deutérium chauds. L’analyse de Google des signatures nucléaires n’a montré aucune production de tritium à partir de cette expérience.,
un dernier brin consistait à chauffer des poudres métalliques dans un environnement riche en hydrogène. Certains partisans actuels de la fusion à froid affirment que le processus produit une chaleur excessive et inexpliquée, ce qu’ils théorisent est le résultat de la fusion d’éléments. Mais à travers 420 tests, L’équipe financée par Google n’a trouvé aucun excès de chaleur.
Mais les chercheurs disent que les deux expériences de palladium méritent une étude plus approfondie. Les effets hypothétiques de l’expérience sur le tritium pourraient être trop faibles pour être mesurés avec l’équipement actuel, suggèrent-ils., L’équipe indique également que d’autres travaux pourraient produire des échantillons stables à des concentrations extrêmement élevées de deutérium, où des effets intéressants pourraient se produire.
Tous les projets ont repoussé la frontière des méthodes expérimentales, explique Trevithick, notamment en développant « les meilleurs calorimètres au monde” pour détecter même de légers excès de chaleur dans des conditions expérimentales extrêmes. Ceux-ci pourraient potentiellement être utilisés pour tester de futures réclamations.,
Pushing the envelope
« je pense que les auteurs ont fait un très bon travail”, déclare David Williams, électrochimiste à L’Université D’Auckland en Nouvelle — Zélande-en particulier dans la façon dont ils ont navigué sur le sujet controversé. Repousser les limites de la science de la mesure est également important, dit Williams, dont l’équipe a fait quelques-unes des premières études de réplication échouées de l’affirmation originale.,
Les techniques développées par L’équipe pour charger le palladium peuvent également aider les chercheurs à augmenter la capacité de stockage d’hydrogène des matériaux à l’étude pour une utilisation dans les batteries et les piles à combustible, explique George Chen, électrochimiste au campus chinois de L’Université de Nottingham à Ningbo.
Trevithick note que dans un cas, son équipe n’a pas été en mesure d’atteindre même les conditions de départ hypothétiques pour la fusion, donc n’a pas complètement éliminé la possibilité qu’elle se produise.
Mais Close dit qu’être incapable d’exclure complètement une idée ne signifie pas qu’il y a de bonnes raisons de la poursuivre., ” Vous ne pouvez pas prouver un négatif en science », dit-il. Si Google veut investir dans la fusion à froid, c’est à eux de décider, dit-il. Mais « si quelqu’un dans qui j’investissais mon argent commençait à le faire, je retirerais mon argent”, dit Close.
Curtis Berlinguette, chimiste à L’Université de la Colombie-Britannique à Vancouver et l’un des principaux chercheurs du projet, est sceptique quant aux expériences « classiques” de fusion à froid. Mais il était excité de faire le travail et pense qu’une nouvelle génération de scientifiques créatifs pourrait développer des méthodes qui conduisent des réactions de fusion à basse température., Certains pourraient juger sévèrement l’équipe, mais le projet a simplement exploré un espace sous — exploré-qui était interdit à cause des préjugés, dit-il. « C’est ce que nous sommes censés faire, en tant que scientifiques.”
