物理學家重現1938年驚人發現：揭開氘氚核融合的歷史謎團

最新研究證實，1938年一項被遺忘的實驗早已洞察氘氚(DT)核融合的關鍵機制。這項發現串聯起早期理論與當代核融合研究的發展脈絡，展現科學傳承的驚人延續性。

美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的團隊成功復刻了這項重要卻長期被忽略的物理實驗——史上首次觀察到氘氚核融合現象的紀錄。他們在《物理評論C》發表的更新版實驗結果，重新確立密西根大學物理學家亞瑟·魯利格(Arthur Ruhlig)的關鍵貢獻。這位學者的開創性研究，很可能為當今核能發展與國安計畫中仍在使用的核融合技術奠定了基礎。

「魯利格的核心洞見在於提出：當氘與氚原子核接近到極短距離時，發生核融合的機率非常高。」洛斯阿拉莫斯科學計算與理論部門副主任馬克·查德威克(Mark Chadwick)解釋：「透過重現他的實驗，我們得以驗證其原始結論，並驚嘆於其精準程度。他的直覺深刻影響了後續核燃料研究的方向。」

時至今日，DT核融合反應仍是推動相關技術發展的核心，無論在國防應用或未來潔淨能源領域都扮演關鍵角色。這項反應構成如國家點火設施(NIF)等計畫的理論基礎，科學家們正致力實現可控核融合的終極目標。基於「魯利格可能是DT核融合概念原創者」的假設，洛斯阿拉莫斯團隊設計實驗嚴謹驗證其早期研究的重要性。

研究團隊在追溯核融合研究史時，特別注意到1942年7月由「曼哈頓計畫」負責人歐本海默(J. Robert Oppenheimer)主持的伯克利物理會議。會中物理學家埃米爾·科諾平斯基(Emil Konopinski)提出：在多種可能的核融合反應中，DT融合最適合與核分裂武器搭配使用。這項見解出現的時間點——距曼哈頓計畫啟動僅數月——引起查德威克團隊的高度好奇。

關鍵線索出現在國家安全研究中心檔案庫。查德威克發現科諾平斯基1986年的錄音訪談（現已公開於YouTube），其中他多次將自己對DT融合的興趣歸因於「戰前研究」。團隊成員馬克·帕里斯(Mark Paris)隨後在《物理評論》1938年的讀者來函中，找到魯利格單獨發表的實驗報告，文中描述氘-氘反應的伽馬射線實驗，並在結尾暗示觀察到異常高能質子，推測這可能源自氚-氘融合產生的中子與賽璐玢薄膜的二次作用。

歷史拼圖逐漸清晰：魯利格與科諾平斯基1930年代同期就讀密西根大學，兩人導師皆與諾貝爾獎得主漢斯·貝特(Hans Bethe)有密切合作。「雖然魯利格的論文鮮少被引用，但不代表未被閱讀——當時《物理評論》是多數物理學家的必讀期刊。」帕里斯指出證據鏈的關聯性。

為驗證假設，研究團隊與杜克大學核物理實驗室合作，以現代裝置精確復刻1938年實驗條件。他們使用串列加速器產生3.5毫米氘核束，轟擊氘化磷酸靶材，並透過液體閃爍體中子探測器監測二次反應。「這是在低能核物理設施首次實現DT融合作為二次反應的實驗。」杜克大學物理學家維爾納·託諾(Werner Tornow)強調其方法創新性。

實驗結果雖顯示魯利格可能高估了融合產率，但完全證實其「DT融合極易發生」的核心論點。「無論資料精確度如何，我們的複實驗證無疑確認魯利格定性地正確。」查德威克總結道：「他意外發現的DT融合現象，加上後續曼哈頓計畫的截面測量，共同促成當今託卡馬克裝置與NIF慣性約束融合實驗的發展。我們很榮幸能重新發掘這位科學先驅的貢獻。」

意味深長的是，這項最新研究同樣發表於《物理評論》——正是86年前刊載魯利格原始發現的同一期刊。