Fusion de bulles - Bubble fusion

De gauche à droite: formation de bulle; expansion lente; contraction rapide et soudaine; événement de fusion présumé.

La fusion de bulles est le nom non technique d'une réaction de fusion nucléaire supposée se produire à l'intérieur de bulles de gaz effondrées extraordinairement grandes créées dans un liquide pendant la cavitation acoustique . Le nom le plus technique est sonofusion .

Le terme a été inventé en 2002 avec la publication d'un rapport de Rusi Taleyarkhan et de collaborateurs qui prétendaient avoir observé des preuves de sonofusion. L'affirmation a rapidement été entourée de controverses, y compris des allégations allant d'une erreur expérimentale à une fraude académique. Les publications ultérieures revendiquant une vérification indépendante de la sonofusion étaient également très controversées.

Finalement, une enquête de l' Université Purdue a révélé que Taleyarkhan s'était engagé dans la falsification d'une vérification indépendante et avait inclus un étudiant en tant qu'auteur sur un article alors qu'il n'avait pas participé à la recherche. Il a par la suite été démis de ses fonctions de professeur. L'un de ses bailleurs de fonds, l' Office of Naval Research, a examiné le rapport de Purdue et lui a interdit le financement fédéral pendant 28 mois.

Expériences originales

Appareil de sonofusion utilisé par Rusi Taleyarkhan. 1. Pompe à vide 2. Scintillateur liquide 3. Source de neutrons 4. Générateur d'ondes acoustiques 5. Chambre d'essai avec fluide 6. Microphone 7. Tube photomultiplicateur 8. Deux atomes de deutérium entrent en collision 8a. Événement de fusion possible créant de l'hélium et un neutron 8b. Événement de fusion possible créant du tritium et un proton

Le brevet US 4 333 796, déposé par Hugh Flynn en 1978, semble être la référence documentée la plus ancienne à une réaction de type sonofusion.

Dans le numéro du 8 mars 2002 de la revue à comité de lecture Science , Rusi P. Taleyarkhan et ses collègues de l' Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ont rapporté que des expériences de cavitation acoustique menées avec de l' acétone deutéré ( C 3 D 6 O ) ont montré des mesures de tritium. et une sortie de neutrons compatible avec l'apparition de la fusion. On a également signalé que l'émission de neutrons coïncidait avec l' impulsion de sonoluminescence , un indicateur clé que sa source était une fusion causée par la chaleur et la pression à l'intérieur des bulles qui s'effondrent.

Oak Ridge a échoué la réplication

Les résultats étaient si surprenants que le laboratoire national d'Oak Ridge a demandé à deux chercheurs indépendants, D. Shapira et MJ Saltmarsh, de répéter l'expérience en utilisant un équipement de détection de neutrons plus sophistiqué . Ils ont rapporté que la libération de neutrons était cohérente avec une coïncidence aléatoire. Une réfutation de Taleyarkhan et des autres auteurs du rapport original a fait valoir que le rapport Shapira et Saltmarsh ne tenait pas compte des différences significatives dans la configuration expérimentale, y compris plus d'un pouce de blindage entre le détecteur de neutrons et l'acétone sonoluminescente. Selon Taleyarkhan et al. , en considérant correctement ces différences, les résultats étaient cohérents avec la fusion.

Dès 2002, alors que les travaux expérimentaux étaient toujours en cours, Aaron Galonsky de la Michigan State University, dans une lettre à la revue Science, a exprimé des doutes sur l'affirmation de l'équipe de Taleyarkhan. De l'avis de Galonsky, les neutrons observés avaient une énergie trop élevée pour provenir d'une réaction de fusion deutérium -deutérium (dd). Dans leur réponse (publiée sur la même page), l'équipe de Taleyarkhan a fourni des contre-arguments détaillés et a conclu que l'énergie était "raisonnablement proche" de celle qui était attendue d'une réaction de fusion.

En février 2005, la série documentaire Horizon a chargé deux grands chercheurs en sonoluminescence, Seth Putterman et Kenneth S. Suslick , de reproduire le travail de Taleyarkhan. En utilisant des paramètres acoustiques similaires, de l'acétone deutérée, une nucléation de bulles similaire et un dispositif de détection de neutrons beaucoup plus sophistiqué, les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve d'une réaction de fusion.

Rapports ultérieurs de réplication

En 2004, de nouveaux rapports de fusion de bulles ont été publiés par le groupe Taleyarkhan, affirmant que les résultats des expériences précédentes avaient été reproduits dans des conditions expérimentales plus strictes. Ces résultats différaient des résultats originaux en ce que la fusion était censée se produire sur des durées plus longues que celles précédemment rapportées. Le rapport original ne revendiquait l'émission de neutrons que lors de l'effondrement initial de la bulle après la nucléation de la bulle, alors que ce rapport affirmait l'émission de neutrons plusieurs cycles acoustiques plus tard.

En juillet 2005, deux des étudiants de Taleyarkhan à l' Université Purdue ont publié des preuves confirmant le résultat précédent. Ils ont utilisé la même chambre acoustique, le même fluide acétonique deutéré et un système similaire de nucléation à bulles. Dans ce rapport, aucune coïncidence neutron-sonoluminescence n'a été tentée. Un article de Nature a soulevé des questions sur la validité de la recherche et les plaintes de ses collègues Purdue (voir l'analyse complète ailleurs dans cette page). Des accusations d'inconduite ont été soulevées et l'Université Purdue a ouvert une enquête. Il a conclu en 2008 que le nom de Taleyarkhan aurait dû apparaître dans la liste des auteurs en raison de sa profonde implication dans de nombreuses étapes de la recherche, qu'il a ajouté un auteur qui n'avait pas vraiment participé à l'article juste pour surmonter les critiques d'un critique, et que cela faisait partie d'une tentative "d'un effort pour falsifier le dossier scientifique en affirmant une confirmation indépendante". L'enquête n'a pas abordé la validité des résultats expérimentaux.

En janvier 2006, un article publié dans la revue Physical Review Letters de Taleyarkhan en collaboration avec des chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute a rapporté des preuves statistiquement significatives de fusion.

En novembre 2006, au milieu d'accusations concernant les normes de recherche de Taleyarkhan, deux scientifiques différents ont visité le laboratoire de recherche sur les fluides métastables de l'Université Purdue pour mesurer les neutrons, en utilisant l'équipement de Taleyarkhan. Le Dr Edward R. Forringer et les étudiants de premier cycle David Robbins et Jonathan Martin de l'Université LeTourneau ont présenté deux articles à la réunion d'hiver de l' American Nuclear Society qui ont rapporté la réplication de l'émission de neutrons. Leur configuration expérimentale était similaire aux expériences précédentes en ce qu'elle utilisait un mélange d'acétone deutérée, de benzène deutéré , de tétrachloréthylène et de nitrate d'uranyle . Il fonctionnait notamment sans source de neutrons externe et utilisait deux types de détecteurs de neutrons . Ils ont affirmé qu'un détecteur à scintillation liquide mesurait les niveaux de neutrons à 8 écarts - types au-dessus du niveau de fond, tandis que les détecteurs en plastique mesuraient les niveaux à 3,8 écarts-types au-dessus du fond. Lorsque la même expérience a été réalisée avec un liquide témoin non deutéré , les mesures étaient à un écart-type du bruit de fond, indiquant que la production de neutrons ne s'était produite que pendant la cavitation du liquide deutéré. William M. Bugg, professeur émérite de physique à l' Université du Tennessee s'est également rendu au laboratoire de Taleyarkhan pour répéter l'expérience avec son équipement. Il a également signalé l'émission de neutrons, à l'aide de détecteurs de neutrons en plastique. Taleyarkhan a affirmé que ces visites comptaient comme des réplications indépendantes par des experts, mais Forringer a reconnu plus tard qu'il n'était pas un expert, et Bugg a déclaré plus tard que Taleyarkhan avait effectué les expériences et qu'il avait seulement regardé.

Rapport sur la nature

En mars 2006, Nature a publié un rapport spécial qui remettait en question la validité des résultats des expériences Purdue. Le rapport cite Brian Naranjo de l' Université de Californie à Los Angeles à propos du spectre d'énergie neutronique rapporté dans l'article de 2006 de Taleyarkhan, et al. était statistiquement incompatible avec les neutrons produits par la réaction de fusion proposée et au contraire très cohérente avec les neutrons produits par la désintégration radioactive du Californium 252 , un isotope couramment utilisé comme source de neutrons de laboratoire .

La réponse de Taleyarkhan et al. , publié dans Physical Review Letters , tente de réfuter l'hypothèse de Naranjo quant à la cause des neutrons détectés.

Tsoukalas, chef de l'École de génie nucléaire de Purdue, et plusieurs de ses collègues de Purdue, avaient convaincu Taleyarkhan de déménager à Purdue et de tenter une réplication conjointe. Dans le rapport Nature de 2006 , ils détaillent plusieurs problèmes troublants lorsqu'ils tentent de collaborer avec Taleyarkhan. Il a rapporté des résultats positifs à partir de certains ensembles de données brutes, mais ses collègues avaient également examiné cet ensemble et il ne contenait que des résultats négatifs. Il n'a jamais montré à ses collègues les données brutes correspondant aux résultats positifs, malgré plusieurs demandes. Il a déplacé l'équipement d'un laboratoire commun à son propre laboratoire, empêchant ainsi son examen par ses collègues, et il n'a donné aucun avertissement ou explication à l'avance pour le déménagement. Taleyarkhan a convaincu ses collègues de ne pas publier un article avec leurs résultats négatifs. Taleyarkhan a ensuite insisté pour que le communiqué de presse de l'université présente son expérience comme "évaluée par les pairs" et "indépendante", alors que les co-auteurs travaillaient dans son laboratoire sous sa supervision et que ses pairs de la faculté n'étaient pas autorisés à examiner les données. En résumé, les collègues de Taleyarkhan à Purdue ont déclaré qu'il avait placé des obstacles à l'examen par les pairs de ses expériences et qu'ils avaient de sérieux doutes sur la validité de la recherche.

Nature a également révélé que le processus d'examen anonyme par les pairs n'avait pas été suivi et que la revue Nuclear Engineering and Design n'était pas indépendante des auteurs. Taleyarkhan était co-rédacteur en chef de la revue, et l'article n'a été révisé par les pairs que par son co-éditeur, avec la connaissance de Taleyarkhan.

En 2002, Taleyarkhan a déposé une demande de brevet au nom du Département américain de l'énergie, alors qu'il travaillait à Oak Ridge. Nature a rapporté que le brevet avait été rejeté en 2005 par le US Patent Office. L'examinateur a qualifié l'expérience de variante de fusion froide discréditée , a constaté qu'il n'y avait "aucune preuve de bonne réputation au dossier pour étayer des allégations ou des revendications selon lesquelles l'invention est capable de fonctionner comme indiqué", et a constaté qu'il n'y avait pas suffisamment de détails pour que les autres puissent reproduire l'invention. Le domaine de la fusion souffrait de nombreuses revendications erronées, c'est pourquoi l'examinateur a demandé une preuve supplémentaire que le rayonnement était généré à partir de la fusion et non à partir d'autres sources. Un appel n'a pas été déposé car le ministère de l'Énergie avait abandonné la réclamation en décembre 2005.

Doutes une enquête rapide

Des doutes parmi la faculté de génie nucléaire de l'Université Purdue quant à la véracité des résultats positifs rapportés par les expériences de sonofusion menées là-bas ont incité l'université à lancer un examen de la recherche, menée par le bureau du vice-président à la recherche de Purdue. Dans un article du 9 mars 2006 intitulé «Les preuves de la fusion des bulles remises en question», Nature a interviewé plusieurs collègues de Taleyarkhan qui soupçonnaient que quelque chose n'allait pas.

Le 7 février 2007, l'administration de l'Université Purdue a déterminé que «la preuve n'appuyait pas les allégations d'inconduite en recherche et qu'aucune enquête plus approfondie sur ces allégations n'était justifiée». Leur rapport a également déclaré qu'un «débat vigoureux et ouvert sur les mérites scientifiques de cette nouvelle technologie est l'orientation la plus appropriée pour l'avenir». Afin de vérifier que l'enquête a été correctement menée, le représentant de la Chambre, Brad Miller, a demandé des copies intégrales de ses documents et rapports avant le 30 mars 2007. Son rapport du Congrès a conclu que «Purdue a dérogé à ses propres procédures en enquêtant sur cette affaire et n'a pas mené de enquête approfondie"; en réponse, Purdue a annoncé qu'elle rouvrirait son enquête.

En juin 2008, une équipe multi-institutionnelle comprenant Taleyarkhan a publié un article dans Nuclear Engineering and Design pour "dissiper les idées fausses générées par une publication Web de l'UCLA qui a servi de base à l' article Nature de mars 2006", selon un communiqué de presse.

Le 18 juillet 2008, l'Université Purdue a annoncé qu'un comité composé de membres de cinq institutions avait enquêté sur 12 allégations d'inconduite en recherche contre Rusi Taleyarkhan. Il a conclu que deux allégations étaient fondées - que Taleyarkhan avait réclamé une confirmation indépendante de son travail alors qu'en réalité les confirmations apparentes avaient été faites par d'anciens étudiants de Taleyarkhan et n'était pas aussi "indépendante" que Taleyarkhan le laissait entendre, et que Taleyarkhan avait inclus le nom d'un collègue sur l'un d'eux. de ses articles qui n'avaient pas réellement été impliqués dans la recherche ("la seule motivation apparente pour l'ajout de M. Bugg était le désir de surmonter les critiques d'un critique", conclut le rapport).

L'appel de Taleyarkhan contre les conclusions du rapport a été rejeté. Il a déclaré que les deux allégations d'inconduite étaient des questions administratives insignifiantes et n'avaient rien à voir avec la découverte de la fusion nucléaire à bulles ou la science sous-jacente, et que "toutes les allégations de fraude et de fabrication ont été rejetées comme invalides et sans fondement - soutenant ainsi le sous-jacent. la science et les données expérimentales comme étant sur une base solide ". Un chercheur interrogé par le LA Times a déclaré que le rapport n'avait pas précisé si la fusion des bulles était réelle ou non, mais que la faible qualité des articles et les doutes émis par le rapport avaient détruit la crédibilité de Taleyarkhan auprès de la communauté scientifique.

Le 27 août 2008, il a été déchu de son poste de professeur nommé Arden Bement Jr. et interdit d'être conseiller de thèse pour les étudiants diplômés pendant au moins 3 ans.

Malgré les conclusions contre lui, Taleyarkhan a reçu une subvention de 185 000 $ de la National Science Foundation entre septembre 2008 et août 2009 pour enquêter sur la fusion des bulles. En 2009, l'Office of Naval Research lui a interdit pendant 28 mois, jusqu'en septembre 2011, de recevoir un financement fédéral américain. Au cours de cette période, son nom a été inscrit sur la «Liste des parties exclues» pour l'empêcher de recevoir d'autres subventions de toute agence gouvernementale.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires