1938年，密歇根大学物理学家亚瑟·鲁利希（Arthur Ruhlig）进行的一项实验意外地揭示了重氘-氚（DT）聚变的第一次记录观察，这一发现的重大意义至今未被充分认识。
鲁利希在他的实验中，详细描述了一项他当时所称的伽马射线实验，并将其内容作为致编辑的信件发表于《物理评论》。然而，尽管这一实验具有开创性，历史上却被大多数人所忽视，成为科学史上的一个失落插曲。
直到最近，洛斯阿拉莫斯国家实验室与杜克大学的一组科学家合作，重新挖掘了鲁利希1938年的被遗忘实验并进行了复制，揭示了这一失落的发现，这一发现可能为核物理的基础概念埋下了种子。
通过现代设备与理论工具，该研究小组确认了鲁利希的主要观察结果，即在重氘与氚核的相互作用中，DT聚变发生的概率极高。这个发现如今是核能开发和国家防御技术的重要基础。
在现代能源技术与核威慑的背景下，DT聚变反应的重大意义进一步凸显。然而，关于这一反应首次证据的来源，长期以来仍然存在疑问。
洛斯阿拉莫斯的物理学家马克·查德威克（Mark Chadwick）及其同事在2023年深入探讨核聚变的早期历史时，尤其在再次回顾纽伯西斯基（Emil Konopinski）1942年在J·罗伯特·奥本海默主办的会议上对DT聚变的认可时，产生了这样的疑问：是什么促使内布斯基对DT聚变的这种独特兴趣，特别是对涉及裂变反应武器的潜在用途的洞察？
鉴于曼哈顿计划刚刚开始几个月，如果追求DT聚变确实被认为是幸运之举，这无疑是一个恰巧的选择。然而，查德威克、巴黎及其同事们很快确定，这种情况的可能性不大。
深入的档案搜索揭示了一个被遗忘的线索。查德威克对国家安全研究中心档案库的深夜调查，发现了1986年一段音频录音，其中内布斯基提到他的DT聚变兴趣源于“战前”研究。
“我知道根据战前研究，重氘与氚的反应产生的能量更大，并且有着更大的‘横截面’，”录音中可以听到内布斯基说道。他提到“这些连续的对话关于反应速率，我记得这一反应速率是相当不错的，一个非常迅速的过程。”
基于内布斯基提到的“战前工作”，查德威克和他的同事们追踪到鲁利希在《物理评论》上的1938年信件，讨论在轰击重氘与重子时高能质子的释放。
鲁利希在信件的结尾提到，他观察到的异常能量质子是次级反应与现场生成的氚（氚）和重氘的结果。他得出结论认为DT聚变“必然是极为可能的”，并根据质子产量估算了其反应速率。
鲁利希的研究虽在历史上似乎被遗忘，但并未完全丧失记忆。可以说，他的发现给接触过这个实验的人留下了深刻印象，包括内布斯基，后者将几十年后的“战前工作”向记者回忆。
沿着这一潜在联系，查德威克及其同事们注意到，内布斯基和鲁利希在1930年代都是密歇根大学的博士生，两者有共同的导师，还有与汉斯·贝特（Hans Bethe）的交集。鲁利希的论文中也提到，两人在一次私下交谈时，鲁利希向内布斯基详细阐述了他的观察。鲁利希得出结论，DT反应“必然是极为可能的”。
在追溯DT聚变发现的最早根源之后，查德威克和巴黎的下一步是重现1938年的实验。为了实现这一目标，他们向洛斯阿拉莫斯实验室主任汤姆·梅森（Thom Mason）请教，梅森鼓励团队使用现代物理设备重现实验，而不仅仅依赖于模拟。
这促成了与杜克大学物理学家的合作，他们在北卡罗来纳州的三角大学核实验室成功地用现代设备和最先进的精度复制了鲁利希的实验装置。
他们使用来自实验室的3.5毫米重离子束，设置在其最低操作功率上，将束流指向重氘酸靶，类似于1938年使用的靶。为了模拟鲁利希原始束流环境，研究团队使用了一种钴合金薄膜，结合液态闪烁中子探测器来跟踪次级DT聚变反应中发出的中子信号。
“与国家点火设施的惯性约束聚变实验不同，我们能够在低能核物理设施首次进行DT聚变实验，作为初始重氘-重氘相互作用后的次级反应，从而提供氚，”项目的杜克大学首席物理学家维尔纳·托尔诺（Werner Tornow）表示。
这项研究不仅解答了一些关于物理历史的有趣问题，同时也在延展我们在更具挑战性的环境中进行DT聚变研究的能力。
研究团队的工作确认了在实验条件下次级DT反应确实存在，但有一个附带注意事项：鲁利希似乎对这些反应频率的估计有所高估。尽管如此，尽管鲁利希的1938年信件缺乏确定其精确度的详细方法，但现代复制实验的结果与鲁利希原始估算相对接近。
“无论鲁利希的聚变速率是否与我们现代的理解不一致，我们的复制工作毫无疑问地证明他在说DT聚变是‘极为可能的’这一点上至少是定性的正确的，”查德威克在一项声明中表示。
“鲁利希的偶然观察与随后的曼哈顿计划截面测量，共同促成了DT聚变在聚变反应堆中的和平应用，集中于能源项目。”查德威克补充说。
此外，作为对鲁利希先锋工作的最后一项致敬，研究小组将三篇新论文的其中一篇结果发表在《物理评论》上，即与鲁利希的1938年信件在同一杂志上，时隔87年。
这篇论文标题为《首次观察DT聚变的未被引用的1938年实验的现代版本》，于2025年6月20日发表，另外两篇补充论文分别是《D-T聚变历史中的一个失落细节》，发表于《物理学今日》，和《1934-1952年早期核聚变截面进展与今日ENDF数据的比较》，发表于《聚变科学与技术》。
图片源于：thedebrief
