弗萊希曼所用的實驗研究裝置和 Brigham Young大學的核物理學家瓊斯（S．E．Jones）的研究小組所用的基本相似。在一個玻璃吹制的常規電解池中，放上一個鉑電極作為陽極，再加上一個用鈀金屬製成的陰極。電解液是LiOD的重水溶液。電解時在陰極產生氘（D），它溶解在鈀的晶格中。已知1體積的金屬鈀達到飽和時大約可以溶解約800體積的氘。至此並沒有什麼異乎尋常的現象。但是弗萊希曼小組在核算這個體系的輸入（電功）能量和輸出（分解重水所消耗的電功和因電阻發熱蒸發掉的重水所帶走的能量）能量時，發現輸入與輸出能量二者並不相等（按照能量守恆原理，二者應當嚴格地相等），當輸入功率為1瓦時，輸出功率的總量竟達到了4瓦！遠遠超過實驗誤差所能解釋的範圍。因此只能認為在整個過程中，不僅存在著重水分解成D2和O2的化學反應，而且在重水蒸發變為蒸汽的過程，可能存在著氘與氘核之間的核聚變反應，而後一過程提供了從這個體系得到的超額能量。也就是說，在像普通電解池這樣的簡單裝置中，氘核在鈀電極中完成了核聚變的過程！與此同時，他們還聲稱同時檢測到這個核聚變反應發生時必須同時產生的中子、氦和γ射線。瓊斯小組所提供的中子流高於背景強度的實驗數據，為弗萊希曼的“發現”作了有力的佐證。
根據核物理學實驗的多年研究，已經證明在氘核之間發生聚變反應時，有3個平行的反應通道，反應式與分支比見表5．1。
表5．1 氘核聚變的分支反應
| 分支反應 | 反應釋放 | 產生1W功率的反應速率（s-1） | 分支比 |
| （a）D+D→ 3He+n（中子） | 3.27 | 1.92×10 | ～0.5 |
| （b）D+D→ T+P（分子） | 4.03 | 1.55×10 | ～0.5 |
| （c）D+D→ 4He+γ | 23.85 | 2.61×10 | ～10-7 |
由上表看出，如果真正檢測到氦、中子和γ射線的濃度超出當地的有關粒子或射線的背景濃度，就可以推斷體系中發生了氘核間的聚變。
1989年3月11日，弗萊希曼和彭斯向國際著名的期刊《電分析化學》（Journal of Electroanalyfical Chemistry）投寄了第一篇有關低溫氘核聚變的論文，於28日後發表在該雜誌上。3月23日，在該文正式發表的前5天，Utah大學搶先在該校所在地鹽湖城舉行了新聞發布會，宣布該校的弗萊希曼教授已獲得在室溫下產生核聚變的研究成果。這個訊息迅即傳遍整個世界，並引起社會公眾的極大關注。不少國家的科學家連夜構築類似的電解裝置，嘗試著重複弗萊希曼和彭斯這一划時代的偉大發現。
科學發現是要由其他研究者用相同的或類似的裝置和體系所獲得的結果的可重現性來檢驗的。這是為了消除某次實驗研究中偶然因素所帶給實驗結果的偏離正常值的誤導而確立的原則，因而也是每個所謂的科學發現或發明所必須經歷的一次嚴肅的審查。如果不能通過這類審查的發現或發明，只能成為未被科學界接受的一項“疑案”，在未被證實之前，不能列為真正的科學發現。
按照核物理理論和實驗研究的結論，氘核聚變的反應途徑主要有表5．1中所列的3種，而且它們的分支比是固定的。根據弗萊希曼的數據和他們所測得的超額能相應的核聚變反應，其反應速率大約等於每秒鐘發生1012次核聚變的速率。但是所公布的中子流測定值卻比在上述聚變速率下應當達到的數值低了9個數量級！而核物理學家瓊斯用精緻的中子測定儀所測得的中子流的數值，比弗萊希曼還要低上5個數量級！對核反應雖不熟悉，但對化學反應方程式已很熟悉的讀者，一定可以看出在弗萊希曼所公布的實驗結果中，能量方面的數據和質量方面（粒子流）的數據存在著極大的矛盾。除非連在現代科學中保底的能量守恆與質量守恆定律以及質能聯繫定律，都在這個實驗體系中失去它們的確定性和普適性，否則實驗數據間的矛盾只能是實驗本身存在著的某種不確定性的反映。
