Quanta Magazine報道,1989年兩名化學家宣佈在普通實驗室條件下觀察到異常放熱,稱其可能來自氫核聚變,曾引發冷聚變熱潮。若能實現,這一過程似乎意味着廉價、清潔能源。但世界各地實驗室未能穩定重複最初結果,相關研究很快陷入爭議。此後,“冷聚變”常被視爲科學界的失敗案例,尤其因爲當年的部分實驗存在數據處理和實驗可信度問題。
文章指出,今天仍有研究者探索氫化金屬和相關核物理現象,但這並不意味着冷聚變已經成爲可用能源技術。Google研究團隊曾重新評估相關實驗,2019年發表的Nature論文沒有發現異常核反應或其他反常結果,但研究帶動了氫化金屬等領域的後續論文。科學價值可能來自材料性質和基礎物理問題,而不是承諾解決能源危機。
Quanta重點介紹μ子催化聚變。μ子是一種比電子重得多的基本粒子,可以替代原子中的電子,使原子尺度顯著縮小。氫原子中的μ子軌道更靠近原子核,有機會讓兩個氫核更容易接近併發生聚變。該過程在室溫下可以發生,因此在某種意義上屬於“冷”聚變,但它與1989年聲稱的實驗機制不同,且並未證明可以作爲淨能源來源。
研究者還利用μ子、介子和反質子等粒子構造奇異原子,研究極端電場和原子核內部結構。Quanta報道,μ子的質量約爲電子的207倍,反質子約爲電子的1,800倍,因此相關原子可比普通原子小得多。更強的電場讓科學家能夠檢驗量子電動力學,並探索可能超出現有理論的現象。這些研究即使不能產生商業電力,也可能推動基礎物理發展。
μ子催化聚變仍面臨效率問題。文章指出,若一個μ子能重複催化足夠多次聚變,理論上纔可能產生超過消耗的能量;但多數物理學家懷疑它能否達到所需循環次數。即便無法實現能量淨收益,聚變產生的粒子也可能用於醫學同位素製造或核廢料處理。冷聚變研究的啓示是,科學項目的價值不應只用最宏大的應用承諾衡量,也要看它能否帶來可靠、可檢驗的知識。