弱力是实现冷核聚变(LENR)的关键
2014-03-02 15:27:43   来源：冷聚变世界翻译   评论：0 点击：

      在上个世纪初期，物理学家们提出一种神秘的力使得原子核结合在一起的理论。当证实这种力被开发后可以释放出大量能量，整个科学界经历了一波兴奋。第一颗原子弹被引爆前短短的数年键，原子能理论进行了实验验证。接下来就是广岛和长崎。现在活着的人大部分都出生在那个曾经被蘑菇云影印笼罩的年代之后。获取强大的核能对于我们来讲是件喜忧参半的事情：它给我们带来梦寐以求的能源同时也随之带来了噩梦。
 
      物理学家对核能强力情有独钟也是可以理解的，锁在原子核内部的能量非常强大，而且很具有现实意义。控制使用这些能量的挑战开始成为科学科学事业的圣杯。
 
 
      但是是否另外一种更加微妙的基础力控制着我们能源的未来。
 
 
      这个自然界的基础力就是弱力。
 
 
      作为四种基础力（重力，电磁力，核能强力和核能弱力）的之一，弱力是最具有有神秘感的力。其他三种力的作用是吸引排斥机制，而弱力负责原子核的嬗变-将一种元素变成另外一种元素-原子级别下物质和能量之间的增量转移。
 
 
      简单的说，弱力就是自然寻求稳定的一种方式。原子核层面的稳定使得元素生成，这些元素构成我们熟悉的世界的东西。没有弱力的稳定作用，包括我们身体在内物质世界就不会存在。弱力也负责放射性重元素转变成更轻更稳定的轻元素。
 
 
      比较其他力在太阳内部的工作方式便于我们更好的理解弱力。炙热（一千万度）的太阳对于构成物质成分-夸克聚集在一起形成质子的温度来说是非常低。质子是形成元素的必要条件，这个条件就是他俘获一个电子，最简单的例子是形成氢元素，氢元素是由一个质子和一个电子构成的。在太阳内部，通过重力的作用两个质子被挤压在一起，由于他们两个带有两个正电的静电荷，他们的整个能量变的极不稳定，其中一个质子经历了放射性衰变，继而转变成中子并释放出正电子（电子的一种），这种形式比两个排斥性的质子更加稳定。中子转化成质子和β粒子的这种嬗变的过程被弱力所中和。
 
 
      中子比质子稍重而且更加稳定。弱力的作用就是使中子衰变成质子，电子和中微子。无论如何，在太阳的中心，一旦氘核形成，他就会和另外一个自由质子聚合形成氦3（一个中子和两个质子）释放出巨大的能量。这些氦3原子继续聚变产生氦4释放出两个质子和更多能量。由强力产生这些聚变释放出能量就是太阳的能量源。但是整个运动过程是由弱力决定的。
 
 
      进入冷聚变领域：
      在1989年，马丁.弗莱希曼和斯坦利·庞斯宣布在室温条件下实现聚变反应震惊了世界。事实上，由于那时整个核物理被太阳内部强力所束缚，来自物理界的质疑和抵制是可以理解的，所以在桌面上实现聚变显得没有任何意义。这个现象被标上冷聚变是很不幸的，它招致了几乎整个科学界的拒绝。标准的理论体系很难解释冷聚变如何成为可能，如果不能被理解就没有任何意义是在浪费时间。沃尔夫冈泡利的评论代表了当时所有物理学家的反应：这个不是所谓对错的问题，没有相关理论去解释，这个根本就是不是科学。
 
 
      在2006年一篇由Allan Widom 和 Louis Larsen在同行评议的刊物欧洲物理学期刊（The 
European Physical Journal）所发表的文章：《金属和氢表面超低势能中子催化核反应》彻底改变一切。
 
       这篇文章第一次系统性提出了很多低能量核反应报道（LENR)产生异常结果的机理—常见的解释作用就是弱力。
 
 
    
 1. 黄色小球为质子，氘，氚等氢核元素。
2. 粉色为外部受到攻击的重核镍元素
3. 绿色小球为反应后的重核元素 镍转变为铜，或更重的元素
4. 浅蓝色：ULM-neutron 小球为超级能态中子
5. 蓝色：SPP electron  表面等离子激元电子 具体下面帖子有解释
6. 重质表面等离子激源电子，也就是形成的重质电子
7.红色小球为不稳定的同位素

 

      美国国家航空航天局兰利研究中心首席科学家Dennis Bushnell在他的文章《低能核反应LENR现实和展望》中这样解释：
 
 
       强力粒子物理学家显然一直都是正确的—冷聚变是不可能。然而，通过集合效应和凝聚态量子核物理学解释，低能量核反应（LENR)是可行的而并不是一个奇迹。这个理论声称，一旦能量作用在添加氢/质子的表面上，如果这个表面形态允许高局部电压梯度，这时重电子导致超低能中子的形成，而这个中子不离开表面。随着中子流的β衰变，产生热量和嬗变，重电子将β衰变的伽马射线转化为热量。
 
       Widom-Larsen理论简介
 
 
      并不是所有的人都同意Widom-Larsen理论（WLT)解释所有或者说大部分的低能量核能反应观察到的现象。但是是值得简要的看看Widom-Larsen理论提出观点。
 
 
       WLT的第一步是一个质子俘获一个带电轻子（电子）产生一个中子和一个中微子，这个反应并没有库伦力的障碍。事实上，电子和原子核之间的强库伦力吸引可以帮助核嬗变进行。
 
 
      这个过程众所周知会产生介子，介子是一种可以被称为重电子的轻子—增加的质量可以把轻子拉回原子核。这种情况可以在凝聚态氢系统中，局部电子磁场中震荡通过诱导增加电子质量。那么，重量改变的氢原子可以衰变成为中子和中微子。这些中子具有超低的势能，并且由于他们拥有比较长的波长，很容易被困在由震荡金属晶格形成的空腔中。
 
       这些很难被探测到没有逃脱出空腔附近的超低势能中子，他们随之产生很有趣的反应。例如，
产生氦3和氦4并随之释放出大量的热量。WLT就是指的这些中子催化的核能反应。就像Dennis Bushnell 的解释：正是这些这些产生同位素流的中子导致β衰变，热能和嬗变。
 
 
      布里渊理论简介
 
 
      布里渊能源公司的Robert Godes声称WLT解释了观测到LENR的一些现象，但并不是全部。
Robert Godes对于这个过程的理解是，金属氢化物在精确，高压，双极震动频率（Q-pulse)下导致质子或者氘核经历电子俘获。通过Q-pulse激发的金属晶格使得中子向质子的自然衰变翻转，加上β粒子在第一个吸热过程催化电子俘获过程。
 
 
      Q-pulse大大加强了质子的活动，打破了整个系统的平衡。当这个能量达到门槛后，通过电子俘获产生的中子开始成为很自然使得整个系统又重新返回到平衡。
 
 
      理论和实验
 
 
      其他熟知牵涉到弱力的LENR理论包括Peter Hagelstein, Tadahiko Mizuno, Yasuhiro Iwamura 
and Mitchell Swartz.现在的整个科学事业的计划是使实验结果匹配理论。希望电子俘获/弱力理论能够引导更多的成功实验。这个过程将使得理论学家细化并为这个模型提供新的思路。我在这里想起来了早期提出弱力的先驱所提出家学两个物理学“定律”：
 
 
没有实验家，理论家就是在漂浮
 
没有理论家，实验家就是不稳定
 
 
      结论：
      由于打破核能键能够释放出巨大能量，科学家们注意力主要集中在强核力上。而导致嬗变和以微妙的方式释放能量的弱力却很少被关注。近来解释了很多低能量核能反应（LENR）观察到的现象的理论都和弱力有联系。我们现在所处的阶段，理论与实验开始相互补充，能够实现对LENR新科学的快速转化。