Il chimico Martin Fleischmann (nella foto con il politico statunitense Marilyn Lloyd) faceva parte di un team che sosteneva di aver prodotto la fusione a freddo nel 1989.Credit: Margot Ingoldsby/AP/
Dal 2015, Google ha finanziato esperimenti sulla controversa scienza della fusione fredda — la teoria secondo cui la fusione nucleare, il processo che alimenta il Sole, può produrre energia in un esperimento da tavolo a temperatura ambiente., Due scienziati hanno fatto affermazioni sensazionali sul raggiungimento del fenomeno — promettendo energia infinita ed economica — 30 anni fa, ma i loro risultati sono stati rapidamente sfatati e l’argomento è ora considerato un tabù scientifico.
Il progetto di Google — rivelato in un peer-reviewed Nature Perspective1 questa settimana — non ha trovato alcuna prova che la fusione fredda sia possibile, ma ha fatto alcuni progressi nelle tecniche di misurazione e scienza dei materiali che i ricercatori dicono potrebbero beneficiare della ricerca energetica., Il team spera anche che il suo lavoro ispirerà gli altri a rivisitare gli esperimenti di fusione a freddo, anche se il fenomeno non riesce ancora a materializzarsi.
“Questa non è solo una caccia alla fusione fredda”, afferma Matthew Trevithick, un responsabile del programma di ricerca di Google a Mountain View, in California. “Se così fosse, non penso che avremmo mantenuto un interesse di questo calibro di squadra per così tanto tempo.”
Il team di Google ha esplorato tre set-up sperimentali che sono stati proposti per generare fusione fredda — due che coinvolgono palladio e idrogeno, e uno che coinvolge polveri metalliche e idrogeno., Nessuno ha trovato prove di fusione. I risultati sono stati pubblicati su 12 articoli negli ultimi 2 anni: 9 su riviste peer-reviewed e 3 sul server arXiv preprint.
Alcuni scienziati hanno accolto con favore il controllo portato dal progetto Google. Ma Frank Close, un fisico teorico presso l’Università di Oxford, Regno Unito, dice che il mainstream scientifico ha evitato l’argomento per una buona ragione: nessuno è riuscito a riprodurre in modo indipendente la scoperta e gli argomenti più utili sono emersi, dice., ” Non c’è alcuna ragione teorica per aspettarsi che la fusione fredda sia possibile, e una grande quantità di scienza ben consolidata che dice che dovrebbe essere impossibile”, dice Close, che è stato coinvolto negli sforzi per replicare l’esperimento originale del 1989.
Note affermazioni
Nel marzo 1989, due chimici statunitensi Stanley Pons e Martin Fleischmann annunciarono di aver visto un eccesso di calore e prodotti di reazione di fusione-segni di fusione nucleare-quando attraversarono una corrente attraverso due placche di palladio in acqua carica di deuterio, un isotopo pesante dell’idrogeno., Altri hanno rapidamente sottolineato errori nella loro procedura sperimentale. Da allora, due US Department of Energy recensioni non hanno trovato alcuna prova del fenomeno .
Ma la fusione fredda — ora comunemente indicata come reazioni nucleari a bassa energia-ha mantenuto un seguito persistente che continua a rivendicare prove di successo.
di Google US project 10 milioni di progetto volto a testare le affermazioni di fusione a freddo rigorosamente in un campo che mancava di dati scientifici credibili, dice Trevithick. Un altro obiettivo era anche quello di spingere i metodi in condizioni sperimentali impegnative., Ma, aggiunge: “Il fatto che il pay-out potrebbe essere enorme è sicuramente una componente del nostro interesse.”
Energy sink
Si pensa che la fusione nucleare avvenga solo in ambienti estremi come il Sole, dove alte temperature e pressioni possono causare agli atomi di idrogeno di superare la loro reciproca repulsione e fondersi in elio, rilasciando enormi quantità di energia. Alcuni esperimenti sulla Terra stanno cercando di replicare il fenomeno, ma non hanno ancora dimostrato che possono generare abbastanza energia per compensare le grandi quantità di cui hanno bisogno per eseguire.,
Si pensa che la probabilità di fusione degli atomi a temperature molto più basse sia estremamente piccola. Ma, se possibile, questo fenomeno porterebbe enormi benefici eliminando il vasto fabbisogno energetico della fusione.
Il team di Google era composto da ricercatori 30 che non avevano opinioni forti sulla fusione fredda. Tutti avevano accesso ai dati e agli apparati dell’altro e potevano rivedere il lavoro dell’altro.
I ricercatori hanno perseguito i tre filoni sperimentali che ritenevano sufficientemente credibili., In uno, hanno cercato di caricare palladio con quantità di deuterio ipotizzate necessarie per innescare la fusione. Ma ad alte concentrazioni il team non è stato in grado di creare campioni stabili.
Un secondo filone ha seguito il lavoro degli anni ‘ 90 dei fisici statunitensi che affermavano di aver generato livelli anomali di trizio — un altro isotopo pesante dell’idrogeno, creato solo attraverso reazioni nucleari — bombardando il palladio con impulsi di ioni deuterio caldi. L’analisi di Google delle firme nucleari non ha mostrato alcuna produzione di trizio da questo esperimento.,
Un filo finale prevedeva il riscaldamento di polveri metalliche in un ambiente ricco di idrogeno. Alcuni sostenitori attuali della fusione fredda sostengono che il processo produce calore in eccesso e inspiegabile, che teorizzano sia il risultato della fusione di elementi. Ma attraverso 420 test, il team finanziato da Google non ha trovato tale eccesso di calore.
Ma i ricercatori dicono che entrambi gli esperimenti di palladio meritano ulteriori studi. Gli effetti ipotizzati nell’esperimento del trizio potrebbero essere troppo piccoli da misurare con le apparecchiature attuali, suggeriscono., Il team dice anche che ulteriori lavori potrebbero produrre campioni stabili a concentrazioni estremamente elevate di deuterio, dove potrebbero verificarsi effetti interessanti.
Tutti i progetti hanno spinto la frontiera dei metodi sperimentali, dice Trevithick, tra cui lo sviluppo di “i migliori calorimetri del mondo” per rilevare anche lievi eccessi di calore in condizioni sperimentali estreme. Questi potrebbero potenzialmente essere utilizzati per testare le affermazioni future.,
Spingendo la busta
“Penso che gli autori hanno fatto un ottimo lavoro”, dice David Williams, un elettrochimico presso l’Università di Auckland in Nuova Zelanda — soprattutto nel modo in cui hanno navigato l’argomento controverso. Spingendo la busta della scienza di misura è anche importante, dice Williams, il cui team ha fatto alcuni dei primi studi di replica fallito del reclamo originale.,
Le tecniche che il team ha sviluppato per caricare palladio possono anche aiutare i ricercatori ad aumentare la capacità di stoccaggio di idrogeno dei materiali in fase di studio per l’uso in batterie e celle a combustibile, dice George Chen, un elettrochimico presso l’Università di Nottingham China campus a Ningbo.
Trevithick osserva che in un caso il suo team non è stato in grado di raggiungere nemmeno le condizioni di partenza ipotizzate per la fusione, quindi non hanno completamente eliminato la possibilità che si verifichi.
Ma Close dice che non essere in grado di escludere completamente un’idea non significa che ci siano buone ragioni per perseguirla., ” Non puoi dimostrare un negativo nella scienza”, dice. Se Google vuole investire in fusione fredda-che sta a loro, dice. Ma ” se qualcuno in cui stavo investendo i miei soldi iniziasse a farlo, ritirerei i miei soldi”, dice Close.
Curtis Berlinguette, chimico della University of British Columbia di Vancouver e uno dei principali ricercatori del progetto, è scettico nei confronti dei “classici” esperimenti di fusione a freddo. Ma era entusiasta di fare il lavoro e pensa che una nuova generazione di scienziati creativi potrebbe sviluppare metodi che guidano le reazioni di fusione a basse temperature., Alcuni potrebbero giudicare duramente la squadra, ma il progetto ha semplicemente esplorato uno spazio sottoesplorato, che era off limits a causa del pregiudizio, dice. “Questo è ciò che dovremmo fare come scienziati.”
