Что же явилось причиной такой задержки? Оказалось, что для достижения цели физикам и инженерам пришлось решить массу проблем, о которых и не догадывались в начале пути. В течение этих 40 лет была создана физика плазмы, которая позволила понять и описать сложные физические процессы, происходящие в реагирующей смеси. Инженерам потребовалось решить не менее сложные проблемы, в том числе научиться создавать глубокий вакуум в больших объемах, подобрать и испытать подходящие конструкционные материалы, разработать большие сверхпроводящие магниты, мощные лазеры и источники рентгеновского излучения, разработать импульсные системы питания, способные создавать мощные пучки частиц, методы высокочастотного нагрева смеси и еще многое другое.

Однако многие сторонники холодного термояда считают, что природа хитра на выдумки, и электрические поля внутри сложных кристаллических структур скрывают еще немало сюрпризов. Например, в силу какой-то не понятной нам пока игры межатомных сил в жидкостях или в твердых кристаллах, где присутствует большое количество отрицательно заряженных электронов, могут сложиться условия, при которых происходит частичная компенсация сил электрического отталкивания, и реакция слияния ядер может происходить при меньших энергиях, чем в газообразной плазме токамака. Конечно, ни один из законов физики при этом не нарушается. Просто находятся обходные пути, на которых эти законы частично компенсируют друг друга. Так может быть, перспективы развития «холодного термояда» как раз и связаны с такой необычной ситуацией?

Химики из университета Юта Стэнли Понс и Мартин Флейшман пытались использовать процесс электролиза. Чуть-чуть подкисленную воду, куда опускаются подключенные к электрической цепи электроды, они заменили тяжелой, в которой атомы водорода замещены атомами его тяжелого собрата дейтерия. При прохождении электрического тока положительно заряженные ионы дейтерия – дейтроны – устремляются к отрицательному электроду, бомбардируя его поверхность и проникая «с разбега» в его внутренние слои.

Казалось бы, незатейливый, почти школьный эксперимент. Вот только в качестве электрода использовалась пластина благородного, похожего на золото и платину металла палладия, и не простая, а тоже пропитанная дейтерием. Палладий обладает замечательной способностью растворять в себе водород и дейтерий – впитывать их, как губка воду. Своего рода корзина для атомов дейтерия! При этом их число может стать сравнимым с числом атомов самого палладия и даже большим. Расталкивание кулоновских сил усмиряется экранирующим действием отрицательно заряженных облаков электронного газа, заполняющего пластину палладия, как и любое твердое тело. Атомы дейтерия располагаются там столь тесно, что если сравнить с плазмой, то, чтобы их так сжать, потребовалось бы фантастически огромное давление.

Бомбардирующие дейтроны сближаются с плотно заполняющими палладиевую пластинку атомами дейтерия и, можно надеяться, подходят к ним на значительно меньшие расстояния, чем в газообразной плазме. А это означает, что некоторые пары будут вступать в ядерные реакции и сливаться в тяжелый изотоп водорода тритий (он состоит из протона и двух нейтронов) или в ядро гелия. При этом, как нетрудно подсчитать, выделится значительная энергия. В первом случае ее унесет оставшийся лишним нейтрон, а в случае гелия – родившийся гамма-квант. Эта энергия пойдет на разогрев окружающего вещества.

Кроме того, был еще один поразительный результат. Как уже говорилось, в термоядерной реакции должны рождаться нейтроны и гамма-кванты. При том количестве тепла, которое выделялось в приборе Понса и Флейшмана, их число измерялось бы триллионами. Прибор должен был бы стать мощным источником радиоактивных излучений, а их наблюдалось очень мало… Реакция получилась экологически чистой, безопасной в использовании – не нужно никакой защиты: термоядерную плиту можно безбоязненно установить в любой кухне! Понятно, что все зависит от того, насколько сильно электронная экранировка уменьшит кулоновское расталкивание. Теоретически понять, какой именно физический фактор уменьшает кулоновское отталкивание одноименных ядер, невозможно. Не подтвердились и заверения конструкторов реактора Понса – Флейшмана о гигантском положительном энергетическом балансе, от которого электролит у них будто бы буквально вскипал.

Вообще говоря, идея создания «холодного» термоядерного реактора носится в воздухе еще с середины прошлого столетия. Многие пытались изобретать «холодные» термоядерные котлы, но только Понс и Флейшман набрались смелости заявить об успешных испытаниях. Прошла четверть века – в современном мире это гигантский срок для проверки и воплощения любой экспериментальной схемы. Однако никому так и не удалось повторить успех «холодного термояда» американских физиков…

Сообщение Понса и Флейшмана было подобно взрыву бомбы. Большинство физиков узнали о нем из газет и с экранов телевизоров, сенсационно, в рекламном стиле подающих новость. Но поражал сам факт – термоядерная реакция в стакане кипящей воды! Новость обсуждалась на семинарах и в институтских коридорах. На второй план отошли даже споры о горбачевской перестройке.

Многое вызывало сомнения – уж очень противоречивой была информация. Конечно, опыт – высший судья науки, однако нужно иметь уверенность в том, что он правильно поставлен и грамотно интерпретирован – в науке бывают пузыри-сенсации.

Тем не менее вскоре пришли известия о выступлениях Понса и Флейшмана в американских и европейских институтах. В самом университете Юта на продолжение их исследований было срочно выделено 5 млн долларов. И хотя число вопросов не уменьшилось, а скорее даже возросло, пришлось признать: это не первоапрельская шутка (пресс-конференция Понса и Флейшмана состоялась в самом конце марта) и не плод журналистского воображения. Даже самые ярые скептики призадумались после того, как стало известно о распоряжении, которое адмирал Уэткинс, руководитель департамента энергетики, разослал государственным лабораториям США. В этом распоряжении он обязал их незамедлительно проверить выводы, сделанные в университете Юта.

Результаты проверки оказались противоречивы, подавляющее большинство экспериментов не воспроизводили того, что наблюдали Понс и Флейшман. Судя по всему, их данные были явно ошибочными, причем иногда просматривался и пристрастный отбор авторами «изобретения» своих результатов. Появилось несколько серьезных критических статей, написанных признанными профессионалами, в которых показывалось, что беспристрастный анализ не оставляет камня на камне от помпезного «открытия» американских исследователей. Даже оптимистично настроенные ученые признавали, что если экспериментаторы и регистрируют избыток тепла, то он крайне неустойчив и меняется от эксперимента к эксперименту. Создавалось впечатление, что результаты зависят от каких-то невыясненных факторов.

Может быть, для «холодного термояда» тоже нужна какая-то особая, весьма редкая комбинация факторов, лишь случайно реализующаяся в удачных опытах? Эти соображения стимулировали продолжение исследований, тем более что для них не требовалось дорогостоящего многотонного оборудования. Изобретателей и многочисленных любителей физики охватила самая настоящая «холоднотермоядерная лихорадка». Желтая пресса была переполнена сенсационными сообщениями о том, что наконец-то найдены условия стабильной реакции ядерного синтеза. Тут же сообщалось и о наблюдении нейтронного и гамма-квантового излучения, отсутствие которых весьма смущало физиков. В журналах печатались графики скоростей наработки различных изотопов в реакциях холодного синтеза… Настоящая эпидемия открытий и… ни одного реального!

Все эти сенсационные результаты не выдерживали научной критики и были полностью опровергнуты контрольными экспериментами.

Сегодня очень модно говорить о явлениях, протекающих как бы «за гранью реальности». Существуют даже специальные телепрограммы, демонстрирующие зрителям необъяснимые на первый взгляд, противоречащие науке явления. Как правило, большинство из них – следствие методических погрешностей, случайных или умышленных, как это бывает в фокусах. Вот и получается, что все опыты Понса – Флейшмана вместе с многочисленными последующими экспериментами безрезультатны, и «холодный термояд» – мираж! Ведь ни в одном опыте при строгом его анализе не нашлось нарушения теплового баланса и избыточного выхода энергии.

Внутренний вид стелларатора в японском национальном институте ядерного синтеза

Итог подвели две международные конференции – одна в Монте-Карло, недалеко от новой лаборатории французских исследователей «холодного термояда», другая в окрестностях японского города Саппоро, где построена хорошо оснащенная лаборатория – специально для изучения холодного термоядерного синтеза. За последние годы на эти цели были истрачены десятки миллионов долларов. Не удивительно, что наиболее обстоятельные и надежные данные получены именно японскими учеными. В трех тщательно проведенных экспериментах ими было доказано, что выводы Понса и Флейшмана о положительном балансе энергии глубоко ошибочны. В их опытах слишком грубо учитывались процессы теплообмена с внешним окружением прибора, и при более точных измерениях отношение прироста энергии к ее затратам оказалось в пределах точности экспериментов – никакого избытка энергии не замечено.

Не замечено и следов гамма-излучения, которое непременно должно быть, если нейтроны объединяются с протонами в ядра дейтерия, несмотря на противоположные утверждения энтузиастов «холодного термояда». Действительно, ни один независимый профессиональный эксперт гамма-квантов не наблюдал, хотя была использована наисовременная сверхвысокоточная аппаратура, способная зафиксировать всего лишь десятки этих сверхкоротких электромагнитных волн. Получается, что и эта часть опытов оказалась совершенно неверной.

Сегодня известны три точки зрения на «холодный термояд». Прежде всего, значительная часть ученых убеждена в том, что такого процесса в природе просто нет – мы, мол, неверно интерпретируем наблюдения, только и всего. Однако голословное отрицание – не лучший способ ведения научных дискуссий. Когда речь идет о новом явлении, нужно быть весьма осмотрительными и всецело полагаться на мнение настоящих ученых – специалистов в области атомной и ядерной физики.

Еще с тридцатых годов прошлого века физикам было известно, что некоторые вещества начинают светиться, когда сквозь них пропускается слабый ультразвук. Хотя его энергия слишком мала, чтобы заставить атомы испускать световые кванты, под его влиянием в веществе образуются неоднородности – микрокаверны, трещинки, перепады плотности, на краях которых собираются электрические заряды. Каждая из таких неоднородностей похожа на конденсатор, в котором разгоняется попавший туда ион. Своего рода микроускорители частиц!

В плотно набитой дейтронами пластинке палладия это дополнительно подталкивает ионы к сближению и повышает вероятность их слияния. Во всяком случае, так говорит одна из гипотез, точной-то теории этого явления до сих пор нет. Несколько лет назад, незадолго до своей смерти, ее пытался создать знаменитый американский физик, нобелевский лауреат Ю. Швингер. Он считал, что на этом пути, создавая различными способами электрические неоднородности в веществе, можно продвинуться к «холодному термояду». Однако его взгляды были встречены «в штыки» ортодоксальными физиками. Журналы отказывались печатать его статьи. Дело дошло до того, что в знак протеста он вышел из Американского физического общества.