gólem - hidegfúzió v3 [kompatibilis mód] · a kísérlet a kísérlet és kellékei viszonylag...
Post on 07-Sep-2019
7 Views
Preview:
TRANSCRIPT
A Gólem„Csináljunk napot lombikban!”
A hidegfúzió esete
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Egy eget rengető bejelentés 1989. március 23-án a University of Utah két
vegyésze, Martin Fleischmann és Stanley Ponsbejelenti a sajtónak, hogy felfedezte a hidegfúziót ez megfelel a Napban vagy hidrogénbombában lezajló
folyamat laboratóriumi szintű, kontrollált megvalósításának
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
A kísérlet A kísérlet és kellékei viszonylag egyszerűek
Egy tartály nehézvíz (amelyben hidrogén helyett annak nehezebb izotópja, deutérium található), palládiumelektród katódként, platinaelektród anódként, és egy kis „só”: lítium-deuteroxid vezetőként a folyadékba
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
A kísérlet Némi áram átvezetése a cellán hosszú időn
keresztül állításuk szerint fúziót eredményezett! Azaz a nehézhidrogén-atomok héliummá egyesültek, s
ezáltal energia szabadult fel, mint a Nap belsejében A fúzió jelei: felszabaduló hő, valamint nukleáris
melléktermékek (neutron és trícium) keletkezése A bejelentés felkavarta a tudományos közösséget
sokan (pl. egy csapat az MIT-n) azonnal nekifogtak a kísérlet megismétlésének (amely bár egyszerű, de a pontos részletek, mennyiségek ismerete nélkül nem nagyon volt várható siker)
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Még egy bejelentés... Egy héten belül kikerült valahonnan egy pároldalas
fénymásolt anyag, néhány szűkszavú részlettel Ezt a tudósok nagyfokú aktivizálódása követte,
sokan próbálkoztak a kísérlet megismétlésével A média nagy szerepet játszott a „fúzióláz” táplálásában,
folyamatosan közölte a kapott eredményeket, a mindenkori állást, amiről a tudósok lelkesen tájékoztatták
A hír utáni héten meglepő módon kiderült, hogy párosunkéval egy időben volt még egy hidegfúziós felfedezés Utah-ban A Steven Jones fizikus vezette csoport
(Brigham Young University) már 3 éve folytatott sikeres kísérletet a témában,ám ők csak neutronkibocsátásttapasztaltak
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Fúzióláz Mindkét csapat adott le cikket a Nature-nek Megerősítő kísérletek sora következett:
a Texas A&M University hőtermelést észlelt a Georgia Tech neutronkibocsátást pozitív eredmények érkeztek Magyarországról(!), Kelet-
Európából, és széleskörűen a nemzetközi tudományos világból
Az elsőbbségi harc jegyében P&F felfedezése előbb került a sajtóba, mint a szakfolyóiratokba Az Utah Egyetem szabadalmaztatta a felfedezést, Utah
állam pedig 5 millió dollárral támogatta a kutatást, kilátásba helyezve további 25 szövetségi milliót. Még Bush elnököt is folyamatosan tudósították az aktuális helyzetről
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Kétségek Majd eljött a kételkedés ideje:
A megerősítő kísérletek pozitív eredményei közül több hibásnak bizonyult (műszerhibák miatt), másutt semmit sem láttak
Pons és Fleischmann cikkét rejtélyes módon visszadobták a kongresszus 25 milliós támogatását elhalasztották
A kritika az American Physical Society májusi találkozóján érte el a csúcspontját az MIT és a Cal Tech fizikusai hibásnak minősítették
P&F eredményeit a hőtermelés és a neutronkibocsátásvonatkozásában is, és egyenesen dilettánsnak és inkompetensnek minősítették őket
Ők maguk nem voltak ott, hogy védekezhessenek, a jelen lévő Steven Jones viszont elhatárolódott tőlük, és szintén elutasította az eredményüket
Úgy tűnik, ez csak egy egyszerű tévedés története – akár az, akár nem, érdemes megnéznünk közelebbről!
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Előzmények Miért pont a palládium?
Közismerten nagy a hidrogénfelszívó képessége Ha telítve van, kristályszerkezetében olyan nagyra
nőhet a nyomás, amely esetleg leküzdheti a fúziót megakadályozó, magok közti Coulomb-taszítást
P&F előtt már próbálkoztak ezzel mások is…
Korábbi kísérletek A 20-as években Paneth és Peters berlini vegyészek
próbálkoztak hasonló eljárással héliumot előállítani, a siker azonban elmaradt
A következő években a svéd John Tandberg (Electrolux) vitte tovább az ötletet, először közönséges vízzel, majd az 1931-es felfedezése után deutériummal próbálkozott (ez már lényegében azonos volt az 1989-es kísérlettel), de a hélium előállítása szempontjából ez is kudarc maradt
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Pons és Fleischmann Párosunk nem ismerte ezeket az előzményeket, amikor
1984-ben a kutatásba kezdtek Martin Fleischmann elismert angol elektrokémikus, aki
hírhedten vonzódott a tudomány kockázatos határvidékei felé. Ennek köszönheti sok fontos felfedezését és Royal Society tagságát is (1986). Southamptonban dolgozott, majd 1983-ban (amikor Angliában csökkentek az egyetemi kutatási támogatások) Utahba távozott szabadúszó kutatónak
Stanley Pons 1975-ben doktori tanulmányai alatt járt Southamptonban, ott ismerték meg egymást. 1983-ra már maga is termékeny, elismert tudós, akit szintén vonzott a kockázat
Tisztában voltak azonban a vállalkozás rizikóival Saját 100.000 dollárjukkal vágtak bele a kísérletekbe Kevés tríciumra, esetleg valamennyi neutronra számítottak, de a
keletkezett hő mértéke teljes meglepetés volt
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
A konkurens: Steven Jones Az 1989. márciusi bejelentés megértéséhez ismerni kell a
másik Utah-beli csapat tevékenységét is Steven Jones 1982-ben végzett részecskegyorsítós kísérletei a
lehetséges fúzió irányába mutattak, és felkeltették a tudóstársadalom figyelmét
Általában figyelemmel kísérték munkáját, míg Pons és Fleischmann (vegyészként) ismeretlenek voltak a területen
Jones ezt követően a magas nyomás fúziókeltő hatását vizsgálta hidrogénizotópok esetében A fordulópont 1985-ban következett be, amikor egy geofizikus felhívta
figyelmét a vulkánok melletti magas nehézhélium-koncentrációra (He-3) Hipotézisük szerint ez a földben, deutériumot tartalmazó vízben lefolyó
természetes hidegfúzió mellékterméke – ezt próbálták laboratóriumi körülmények között megismételni
Kerestek egy alkalmas katalizátort; különböző elektrolitcellák vizsgálata után hidrogénfelszívó képessége miatt a palládiumot választották
1986-ban a háttérsugárzásnál picit magasabb neutronszinteket mértek 1988-ra már magabiztosan állították a neutron keletkezését
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Rivalizálás Jones 1988 szeptemberében szerzett csak tudomást a közeli
csapat hasonló irányú munkájáról, amikor a páros egy pályázatának elbírálására kérték fel
Az anyagi, szabadalmi és presztízsbeli tét miatt elkerülhetetlen volt a rivalizálás és a gyanakvás a két csoport között
Felmerült az eredmények közös publikációjának lehetősége, az azonban megállapodások és szószegések sorozata után meghiúsult (a pontos részletek máig nem ismertek) 1989. elején P&F haladékot kért Jonestól (aki addig nem jön ki az
eredményeivel), hogy megismételhessék a mérést Jones visszalépett egy márciusi konferenciától, de május 1-jén
szándékozott előadni az eredményeit az American Physical Society-nek közös megegyezésként március 24-én terveztek beadni külön-külön egy
cikket a Nature-nek, de márciusban a két csoport kapcsolata megszakadt. P&F attól tartott, hogy Jones fel tudja használni, vagy akár el is lophatja a pályázatuk anyagát
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Rivalizálás A Journal of Electroanalytical Chemistry márciusban kért egy cikket
Ponstól a legfrissebb munkájáról, aminek ő gyorsan eleget is tett(ami majd áprilisban jelenik meg – később ez fog fénymásolatban keringeni, a megismétléshez szükséges technikai paraméterekkel)
A Utah Egyetem vezetésének nyomása alatt P&F sajtótájékoztatót szervezett március 23-ra, egy nappal a megállapodott cikkleadási határidő elé. Fleischmann egy angol újságírónak adott fülese megjelenik 23-án reggel a Financial Timesban, ami az egész világ sajtóját odavonzza az eseményre
A tájékoztatón a másik Utah csoportról nem esik szó A sajtótájékoztatóról és az előzetes cikkleadásról értesülő felháborodott
Jones azonnal leadja cikkét a Nature-nek A teljes kommunikációs félreértést mutatja, hogy 24-én P&F megbízottja
a jóval korábban megbeszélt helyen várja Jones cikkét a közös leadáshoz – természetesen hiába…
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
A vita A hidegfúzió körüli heves vitákhoz P&F eredményei vezettek, így
azonban Jones szerényebb, más körülmények közt talán elfogadható eredményei is a vita áldozatául estek
P&F-nak kémikusként nem volt reputációjuk a területen, ráadásul olyasmit állítottak, amit a legtöbb fizikus lehetetlennek tartott. A fúzióval foglalkozó kutatók meglehetősen szkeptikusan fogadták a bejelentést: „Képzeld el, hogy sugárhajtású repülőket tervezel, amikor egyszer csak
azt hallod a hírekben, hogy feltalálták az antigravitációs hajtóművet” (Mallove, 1991)
A fúzióval foglalkozó magfizikusok sok ilyen nagyszabású bejelentés gyors összeomlását látták már, ezért különösen gyanakvóak voltak
Szélesebb körben azonban jóval nagyobb volt a fogékonyság A kémikusok szemében például egész más volt az olvasat: bíztató eredmény volt,
ráadásul láthatólag nagyon egyszerűen megismételhető – meg kell tehát ismételni, ellenőrizni kell az állításokat, és ha esetleg nem lenne jó, úgyis hamar fény derül mindenre…
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Az eredeti kísérlet A hő és a nukleáris termékek keletkezését kellett ellenőrizni
A hőfelesleg mérése elvileg egyszerű: a cella be- és kimeneti energiamérlegét kell megmérni, valamint felbecsülni az összes olyan ismert kémiai reakciót, amely hőt termel Nem megy gyorsan: az energiaháztartást hosszabb ideig kell mérni,
és az elektródák deutériummal való telítése is hónapokig tarthat Szeszélyesen változó eredmények mellett átlag 10-25% többlet hőt
kaptak, amit nem tudtak kémiai reakcióknak tulajdonítani A fúzió legközvetlenebb bizonyítéka a hő és neutron közös
kibocsátása lenne P&F első neutronmérése bíztató, de nagyon kezdetleges volt:
egyetlen ponton, a cellától 50 m-re a háttérsugárzás háromszorosát kapták, de más adatot nem gyűjtöttek
Egy másik módszer a kísérő gammasugárzás mérése lehetne – az ez alapján mért neutronmennyiség azonban sokkal kevesebb volt a várhatónál
További nyom volt az elektródokon talált a trícium, de az persze származhatott közvetlenül a nehézvízből is
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
A kísérlet ismétlései Számos próbálkozás követte a bejelentést
A nehézségek egy része a részletek ismeretének hiányából származott
Az információk visszatartásáért sokan vádolták P&F-t, ez azonban bevett gyakorlat (és indokolt is lehet) egy ilyen óriási gazdasági és tudományos tét esetében
Ezen felül biztonsági okokból sem akarták közreadni a részleteket – olcsó tríciumforrásként pl. jól jöhet nukleáris fegyverekhez is…
Végül csak elindult az informális információáramlás, és megkezdődött a kísérletek egyre pontosabb replikációja A legtöbb esetben negatív, néhány esetben pozitív eredménnyel
A megismételhetőség problémájának klasszikus esetét figyelhetjük meg mindkét tábor meg tudta magyarázni a számára nem kedvező
eseteket, hiszen mindig volt olyan egyedi paramétere a méréseknek, amit okolni lehetett
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
A kísérlet ismétlései Néhány pozitív eredmény nagy szerepet kapott
Az egyik legfontosabb megerősítés a Stanford Egyetemről származott, ahol kontrollkísérletet is végeztek sima vízzel, és csak a nehézvizes cella esetében észleltek hőtermelést – kifogva ezzel a szelet az egyik súlyos kritika vitorlájából
P&F eljárásának egy másik sokat kritizált pontja a nyitott cella alkalmazása volt, amelyből esetleg kiszökhettek gázok – egy texasi csapat zárt cellákkal is megerősítette a hőtermelést
A negatív eredmények és a részükről érkező kritikák sem voltak kevésbé meggyőzőek A tekintélyes Cal Tech csoport pl. elemi hiba elkövetésével vádolta P&F-t, nevesül
hogy az elektrolit felkeverésének hiánya miatt mértek rossz hőmérsékleteket Később kiderült, hogy a Cal Tech emberei (fénykép alapján) jóval nagyobb berendezést készítettek
– az eredeti, kisebb méretben pedig valóban nem volt szükség kevergetésre
Sok más kritika is hasonlóan gyenge lábakon állt, ha közelebbről megnézték volna azokat – a legtöbb fizikus azonban ezt nem tette meg
A megismételhetőség problémája miatt egyik oldal sem győzhette volna meg ennyi idő alatt a tudományos közvéleményt pusztán a kísérletekkel… kísérleti téren patthelyzet volt, egyre erősödő indulatokkal, ahol a tudatos csalás
vádja is felmerült
…ezért kapott nagyobb szerepet az elméletA Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Az elmélet nem rendül meg A kísérletek végig a fizikusok elméleti alapú szkepszisétől
övezve zajlottak Természetesen elvégezték a lehetséges magfizikai folyamatok
felülvizsgálatát, a hidegfúzió azonban továbbra is lehetetlenségnek tűnt Koonin és Naunberg foglalkozott a kérdéssel a legtöbbet – számos
korrekció után a korábbi eredményeknél tíz nagyságrenddel(!) nagyobb valószínűségeket kaptak, de továbbra is úgy látták, hogy a palládiumban kialakuló nyomás messze nem lehet elegendő a fúzióhoz „Egy Nap méretű deutériummasszában egyetlen fúziós reakció menne végbe évente”
(Koonin) „Lehet persze elmélkedni azon, hogy hogyan jöhet létre fúzió egy palládiumkatódban…
ahogyan azon is gondolkodhatnánk, hogyan viselkednének a malacok, ha szárnyuk lenne. Csakhogy nincsen szárnyuk” (Koonin)
Akadtak persze merészebb elméleti ötletek, amelyek lehetővé tettek volna egy ilyen jelenséget Például a Nobel-díjas Julian Schwinger is javasolt egy újfajta
neutronmentes fúziós reakciót
A kísérleti eredmények azonban ez esetben nem tudták megdönteni az elméletek bevett nézetét
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Elmélet és hitelesség Tudományos vita esetén kulcsfontosságú a hitelesség
P&F hihetetlen állításukkal kihívták maguk ellen a tudósközösséget azonban csak elektrokémikusként volt hitelük, fizikusként nem
Egy magfizikus joggal érezhette magát fenyegetve az eredmény által hiszen az új jelenség az ő kutatási pénzét, presztízsét fenyegette …ráadásul a kihívás igen váratlan és „udvariatlan” módon érkezett:
a napi sajtón keresztül
Ez persze nem jelenti azt, hogy pusztán előítéletből vagy önérdektől kifolyólag eleve elutasították volna az állítást (bár nyilván voltak sokan ilyenek is), hanem azt, hogy a „támadóknak” különösen erős ellenállással kellett szembenézniük minden kihívóra az vár, hogy megpróbálják kikezdeni az érveiket, és
megkérdőjelezni a kompetenciájukat, hitelességüket P&F-ra is ez várt – természetesen a leggyengébb ponton támadták őket
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Elmélet és hitelesség A kísérlet gyenge pontja a neutronmérés volt
a fizikusok többsége számára a neutronkibocsátás jelentette volna a fúzió legjobb bizonyítékát
ez volt az a mérés, amit későn és a konkurenciától tartva kapkodva végzett el P&F és ez volt az a terület, ahol egyáltalán nem voltak jártasak
Részecskefizikai méréseiket hamar komoly kritikák érték a nem megfelelő „alakú” görbe az MIT szakértői szerint nem lehetett valódi mért
érték, hanem inkább valamiféle műszerhiba P&F a válasz során defenzívába került többen később az adatok kozmetikázásával is vádolták őket
ez a vád nem tűnik túlságosan megalapozottnak, inkább csak az eset által keltett hullámok visszacsapásaként érdemes tekinteni
Az American Physical Society már említett, az ügy szempontjából sorsdöntő ülésén a Cal Tech csoport negatív eredményei és kemény retorikája mellett ezek a kritikák bizonyultak döntőnek
Pons és Fleischmann 1990 júliusában publikálták a végleges eredményeiket, ami már szinte kizárólag csak kalorimetriáról szólt, a nukleáris mérésekről szó sem esett csak a saját területükön tudtak megfelelően védekezni, a hőfelesleg mérése
azonban önmagában kevés bizonyíték volt a hidegfúzió mellettA Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
Konklúzió A hidegfúzió utáni hajszát sokan arra hozzák fel példaként,
miszerint valami baj van a modern tudománnyal: a tudósok túl kevés megalapozással túl sokat állítanak, túl nagy nyilvánosság előtt
Az eset patológiaként való bemutatása azonban félrevezető Pons és Fleischmann nem cselekedett másképp mohóság és
nyilvánosság tekintetében, mint a legtöbb körültekintő kollégájuk, aki tisztában van potenciális felfedezésének tudományos és gazdasági vonzataival
A szabadalmi titoktartás és a médiabeli csinnadratta a modern tudomány velejárója – az itt tárgyalt eset ebből a szempontból nem kivételes, hanem inkább „normálisnak” tekinthető Lehet ezen keseregni, csak nem érdemes: ettől a tudományos gyakorlat nem fog
megváltozni, és nem fogunk visszatérni egy valamiféle „tudományos aranykorba”, amikor minden tudós úriember volt, és az önmagáért való igazságot kutatta
Inkább a tudományról alkotott képünket kell megváltoztatni, és elgondolkodni azon, mivel járhatnak ezek a folyamatok
A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék
top related