ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Алексей Петров / Запись

НЕЙТРОНЫ ИЗ ЗВУКА

apetrov
10.03.2006
08:29

Опять о сонолюминесценции. Об опытах группы профессора Талеаркиана из Университета Purdue (а первоначально из Оак Риджской Лаборатории) о получении "нейтронов из звука" (кавычки!!!) уже писалось не раз (замечательные обзоры Игоря Иванова см здесь и здесь). Вкратце дело сводится к тому что он наблюдал явление сонолюминисценции (образование вспышек света под действием звука) в дейтеризированном ацетоне -- ацетоне где водород заменен его изотопом, дейтерием, и утверждает что видел нейтроны сгенерированные термоядерным синтезом ядер дейтерия. В начале этого учебного года я набрался смелости и пригласил Талеаркиана к нам в университет, рассказать про эксперимент.

Приехал он к нам, нормальный вроде мужик, рассказал про то что делает. На вопросы отвечал охотно, но в основном отправлял к своим статьям (а у кого время есть читать...) или предлагал сотрудничество (это когда его спросили о многопузырьковой сонолюминисценции; в смысле: вы вот теоретик, а нам как раз нужно теорию навести...). Кому интересно, его доклад и аннотацию можно найти здесь. Интересно то, что чувствовалось что мужик не физик а инженер, хотя был натаскан на доклад неплохо. Уехал и оставил какое-то странное чувство неполноты... Хотя я не об этом. Вчера в NewYorkTimes и сегодня на Яху появились статьи о том что Purdue проверяет его лабу на предмет подтасовки данных. Вот так! А все пришло от того что он отказался показать необработанные данные с эксперимента...

Хотя некоторые думают что он все-таки просто ошибся. Например с того что спектр нейтронов который он намерил очень напоминает спектр нейтронов от распада калифорния (сам не проверял, верю на слово...), который по рассказам очевидцев хранится у него в лабе в нескольких метрах от установки...

Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

10.03.2006 09:59#
seasea
Нейтроны из звука
Алексей, Вы, как и Игорь Иванов, изначально очень скептически настроены. Я понимаю, результат очень нетривиальный, но он есть. Загляните на нашу страничку, там уж точно результат "чистый". Отправили мы статью в JETP Letters, но результат неизвестен.
http://esmorodov.narod.ru/
10.03.2006 21:07#
voix
Нейтроны из звука
Порассуждаем немного :).

Чтобы появились нейтроны, у вас, видимо, должна происходить реакция
H(2,1)+H(2,1)=He(4,2)=He(3,2)+n(1,0)

Для того, чтобы столкнулись два положительно заряженных ядра дейтерия, у каждого из них, согласно закону Кулона, должна быть энергия 0.2-0.5 МэВ, что соответствует очень высокой температуре 2-5*109K

Но в плазме, помимо положительных ядер дейтерия, имеются также и оторванные отрицательные электроны, которые могут облегчить сближение ядер дейтерия.
Такой электрон может близко подойти к ядру дейтерия (все-таки они притягиваются!) и компенсировать его положительный заряд, что позволит другому ядру дейтерия с небольшой энергией, зайти в зону действия ядерных сил и вступить в реакцию.
Т.е. в принципе, "теплый" термоядерный синтез, как мне кажется, возможен.

В таком случае, помимо приведенной выше реакции, возможна также другая реакция, с образованием изотопа водорода H4
H(2,1)+H(2,1)+e(0,-1)=H(4,1),
который затем распадается на радиоактивный тритий и нейтрон.

Это на случай, если в продуктах "теплого" термоядерного синтеза не будет обнаружен гелий :).

Один из вас, вроде химик - гелий обнаружить не пробовали? Или тритий.
11.03.2006 02:50#
seasea
Нейтроны из звука
А. Ю, Вы же понмаете, что в условиях эксперимента это обнаружить невозможно. Это же не накапливается, как при ультразвуке.
11.03.2006 12:56#
voix
Нейтроны из звука
В домашних условиях точно невозможно :)

Где-то я читал, что современный спектральный анализ позволяет обнаружить даже отдельные атомы.
11.03.2006 14:23#
spark
Нейтроны из звука
Вы не чувствуете границ применимости своих рассуждений "на пальцах" :)

Но в плазме, помимо положительных ядер дейтерия, имеются также и оторванные отрицательные электроны, которые могут облегчить сближение ядер дейтерия.
Такой электрон может близко подойти к ядру дейтерия (все-таки они притягиваются!) и компенсировать его положительный заряд, что позволит другому ядру дейтерия с небольшой энергией, зайти в зону действия ядерных сил и вступить в реакцию.


Электрон не может приблизиться к ядру дейтерия ближе, чем на боровский радиус. Собственно, связанное состояние электрона в дейтерии -- это и есть наиближайшее возможное сосуществование электрона и ядра. Еще ближе электроны подойти не могут. Поэтому кулоновский барьер экранировкой электрона не уменьшить.

А вот если бы мюоны сели на орбиты вместо электронов, то можно было бы уменьшить. Такой подход называется мюонным катализом термояда. Практическая реализация его трудна из-за нестабильности мюонов.

Вероятность придуманной вами тройной реакции ничтожно мала. А вы почему-то всегда опускаете нейтрино в таких реакциях. Это ваш помах или просто лень писать?
11.03.2006 15:53#
voix
Нейтроны из звука
Если электрон в принципе не может приблизиться к ядру ближе, чем на боровский радиус, то каким образом, в таком случае, происходит К-захват?

Кстати, вопрос на эту тему: отличается ли в квантовой механике функция, которая описывает ближайшее к ядру электронное облако атома, в случае стабильного изотопа и в случае радиоактивного изотопа, для которого характерен К-захват?

К тому же в плазме электроны уже не находятся на орбитах, поэтому, как и в случае К-захвата, думаю, могут подходить к ядрам дейтерия буквально вплотную. Однако не будут им захвачены, поскольку в данном случае электронный захват энергетически не выгоден.

Что касается вероятности тройной реакции, то на горячем Солнце вероятность реакции
H(1,1) +H(1,1)+ e(0,-1)= H(2,1)
считается равной 0.25%, по сравнению с 99.75% для реакции
H(1,1)+H(1,1)=H(2,1)+e(0,+1)

А в низкотемпературной плазме вероятность нахождения электронов возле ядер должна быть существенно выше, чем в высокотемпературной, а, значит, и вероятность приведенной тройной реакции для дейтерия при низких температурах плазмы должна быть гораздо больше.


>вы почему-то всегда опускаете нейтрино в таких реакциях

В данном случае, нейтрино ни на что не влияет, а формально их указывать...
Вот если бы обсуждался вопрос о дефиците солнечных нейтрино, тогда конечно их обязательно нужно было бы указать.
11.03.2006 17:16#
spark
Нейтроны из звука
Конечно, волновые функции электронов отличны от нуля во всем пространстве, в том числе и в ядре. Они дают и К-захват, и вносят вклад в изотопический сдвиг уровней энергии и еще много на что влияют.
Только это не имеет никакого отношения к даному вопросу. Для понижения кулоновского барьера необходимо, чтоб электроная волновая функция была практически полностью локализована вблизи ядра, на расстояниях существенно меньших боровского радиуса. А это невозможно.

Ответ на ваш вопрос "на эту тему": практически нет.
Только этот ответ вам ни в чем не поможет :)

Откуда информация о тройной реакции на солнце, поделитесь?

Нейтрино уносят энергию и импульс. Ну, если вам это не важно, то ладно. Спишем эт на программистскую привычку не указывать dummy-переменные.

А ваши рассуждения про плазму остаются вашими рассуждениями. Рассуждайте и дальше на здоровье :)
11.03.2006 20:05#
voix
Нейтроны из звука
> Ответ на ваш вопрос "на эту тему": практически нет

Ну и неправильно это :).
Ведь вероятность К-захвата, т.е. столкновения электрона с ядром, для половины ядер Cu(64,29) за 12 часов становится равной единице! Почему этот факт никак не отражается в волновой функции орбитального электрона Cu(64,29)?

> Откуда информация о тройной реакции на солнце, поделитесь?

Никогда не догадаетесь - из школьного учебника Павленко :).

Там говорится о статье "блестящего физика-теоретика" Ганса Бете 1939 года, где изложена теория превращения протонов в гелий, за которую он получил Нобелевскую премию в 1967 году.
13.03.2006 11:51#
spark
Нейтроны из звука
> Ну и неправильно это :).

Вы спорите словами, а я формулами. Мне неинтересны перемалывания слов, за которыми не стоит формулы.
Выпишите волновую функцию в обоих случаях и в процессе выписывания поймете сами, что означают слова "практически нет".

> Никогда не догадаетесь - из школьного учебника Павленко :).

Что ж, тада умолкаю.
13.03.2006 15:12#
voix
Нейтроны из звука
Да я не спорю, я сомневаюсь :), там же смайлик стоит.

Вот есть волновая функция для стационарного случая, когда электрон на орбите атома.
А для динамического случая, когда оторванный электрон пролетает мимо ядра на расстоянии меньшем, чем радиус Бора, неужели волновая функция точно или примерно такая же?

> Что ж, тада умолкаю

Ведь не сам Павленко это придумал :) и, тем более, рассчитал вероятность

P.S. Посмотрите, например, http://www.eduhmao.ru/fatwire/SparkData/bin/9803_100.pdf

Соросу вы больше доверяете :)

13.03.2006 19:22#
spark
Нейтроны из звука
> Соросу вы больше доверяете :)
СОЖу -- да, больше. Сейчас, кстати, я и сам в нескольких источниках эту реакцию нашел, так что в этом случае правда ваша.

Я поясню, почему в "обычной" плазме эта реакция обязана быть существенно менее вероятной, чем на солнце. Аргумент на самом деле простой.

Ядерная реакция слияния двух протонов идет на расстояниях порядка радиуса взаимодействия ядерных сил, т.е. порядка нескольких фм. Для того, чтоб произошла тройная реакция, надо чтобы именно в этом объеме "случайно" оказался электрон. Эта вероятность примерно пропорциональна плотности вещества. Поскольку обычная газовая плазма имеет типичную плотность примерно на пять порядков меньше плотности плазмы в центре солнца (150 тонн на кубометр), то и вероятность этой реакции в газовой плазме в такое же число раз меньше. Конечно, внутри сонолюминесцентного пузырька плотность повыше, но это не сильно не меняет ситуацию.
13.03.2006 23:53#
voix
Нейтроны из звука
> Для того, чтоб произошла тройная реакция, надо чтобы именно в этом объеме "случайно" оказался электрон

Не согласен со словом "случайно".

Если бы речь шла о нейтральных частицах двух типов, то вероятность практически одновременного столкновения двух частиц одного типа и одной частицы другого типа, ничтожно мала. И с уменьшением плотности становится еще меньше.

Но электрон и протон притягиваются, а это значительно увеличивает вероятность для второго протона столкнуться с такой притянувшейся парой.
И чем меньше кинетическая энергия свободных частиц, тем эта вероятность еще больше – более медленный электрон, пролетая мимо протона, отклонится в его сторону сильнее, чем если бы у него была более высокая скорость. А при упругом столкновении с протоном, медленный электрон больше задержится у его поверхности, чем быстрый.

И насчет давления.
Давление на острие шила огромно даже при небольшом усилии. Сферу пузырька, при сжатии, можно представить заполненной радиальным множеством шил с молекулярными остриями.

Только, вот как посчитать производимое ими давление?
14.03.2006 12:53#
spark
Нейтроны из звука
Вы не к тем словам цепляетесь :)

Рассуждения про притяжение и увеличение вероятности -- совершенно мимо цели. Вот вам простенькая классическая задачка. Есть точка, которая движется по отрезку прямой длины L туда-сюда, упруго отскакивая от стенок на концах отрезка. Энергия частицы сохраняется. Далее, пусть половина дистанции (L/2) частица движется в потенциальной яме некоторой глубины, а вторую половину -- безо всякого потенциала. (Понятно объяснил?) Докажите, что если мы в случайный момент времени "взглянем" на частицу, то вероятность того, что засечем ее в этот момент в яме меньше половины, а вне ямы -- больше половины.

Более того, чем меньше скорость вне ямы, тем меньше вероятность найти частицу в яме при случайном взгляде.

Этот же аргумент применим и к движению электронов в плазме. Тот факт, что в каком-то объемчике есть сила притяжения, уменьшает вероятность найти в этом объемчике не связанный с этой областью электрон.

В предыдущей моей записи зато была ошибка -- реально размеры области реагирования не несколько фм, а существенно больше, т.к. в спокойном термояде внутри солнца протоны вовсе не преодолевают кулоновский барьер и не подходят вплотную, а туннелируют через него.

На самам деле интуитивное ощущение, что электрон должен как-то помогать реакции -- верное. Его присутствие поблизости слегка уменьшает высоту кулоновского барьера, но это может сказаться на скорости реакции. Точные вычисления надо смотреть.

Давление внутри СЛ пузырька надо не вычислять, а посмотреть экспреиментальные данные. Тот же Суслик (точнее, Саслик :) ) исследовал физические параметры плазмы внутри пузырька.
14.03.2006 14:49#
voix
Нейтроны из звука
Можно представить себе такую конструкцию: два ядра дейтерия, а между ними мечется электрон, сближая, таким образом, эти ядра.

Или электрон двигается между ядрами по восьмерке, с тем же результатом.
14.03.2006 19:11#
spark
Нейтроны из звука
Обе "идеи" -- нонсенс. Ну изучите вы основы квантовой механики, хотя бы по тому же сивухину, у вас же столько свободного времени! :) Будет более осмысленный разговор.
15.03.2006 11:19#
voix
Нейтроны из звука
Почему нонсенс? Сила отталкивания двух протонов, между которыми электрон, меньше, чем сила притяжения каждого из протонов к электрону. Ведь расстояние между протоном и электроном меньше, чем расстояние между протонами. Значит, протоны будут ускоренно сближаться.

Было бы свободное время, можно было создать компьютерную модель низкотемпературной плазмы и с ее помощью прикинуть вероятность тройной реакции.
14.03.2006 21:12#
voix
Нейтроны из звука
Тогда еще одно объяснение :).

При сближении в плазме двух ядер дейтерия возникает локальная концентрация положительного заряда, к которой устремятся ближайшие электроны. И хотя они будут пролетать мимо, в районе центра положительных зарядов ядер в среднем будет находиться около двух электронов. Поэтому вероятность реакции с участием двух ядер дейтерия и одного электрона не так уж и мала.

Ну как, это лучше?
21.03.2006 09:49#
voix
Нейтроны из звука
Хотел бы несколько уточнить свой последний вариант.

Электроны будут пролетать зону концентрации положительного заряда не только быстрее, но и чаще. Что повышает вероятность экранирования электронами заряда сближающихся ядер дейтерия.
Даже, когда ядра будут на расстоянии, меньшем радиуса Бора.
21.03.2006 12:02#
seasea
Нейтроны из звука
Так каково же будет резюме столь подробного обсуждения? Хотя бы в принципе это возможно - получить нейтроны "из звука"?
21.03.2006 21:59#
voix
Нейтроны из звука
> Хотя бы в принципе это возможно - получить нейтроны "из звука"?

Вы же сами привели ссылки на совместные работы солидных российских институтов, где говорится о термояде, который можно назвать "ударным" или импульсным, и которые аналогичны вашей работе:
http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/XXXIII/Pt/ru/BG-Velikodnyi.doc
http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/XXXIII/Pt/ru/BF-Eremeev.doc

Тогда о каких сомнениях может идти речь?


> Так каково же будет резюме столь подробного обсуждения?

Подробного обсуждения, собственно, и не было.
Ведь не называть же таковым комментирование Игорем Ивановым моих измышлений :)
22.03.2006 10:39#
seasea
Нейтроны из звука
А что, было очень интересно их читать. И поучительно. Это я о тоне комментариев.
22.03.2006 14:09#
Нейтроны из звука
"неинтересны перемалывания слов, за которыми не стоит формулы".
Бывает и наоборот - за формулами не видно смысла.

Лет двадцать назад посмотрел я образец палладия после "холодного баночного термояда" на туннельном микроскопе. Увидел огромное количество трещин микронного размера с очень острыми (меньше 5 ангстрем) краями. Даже отдаленно ничего похожего я больше на поверхности никогда не видал.
Теперь сумасшедшая идея: а может ультразвуковой и электролизный "термояды" имеют одну природу?? При взрывном образовании трещин ударная волна порождает кавитацию и т.д.
Кроме того, общеизвестно, что при образовании трещин в ТТ, генерируются высокоэнергетичные элетроны и ренг. лучи, что тоже может стимулировать кавитацию.

Так вот, вернемся к нашим формулам... Можно ли с формулами в руках доказать , что при образовании микротрещины в насыщенном дейтерием палладии не генерируются частицы, достаточно энергичные для ядерных реакций. Причем, физика ТТ, при размерах в 5 ангстрем неубедительна.
Другими словами, надо доказать, что трещина в момент образования не может играть роль ускорителя элементарных частит.

10.03.2006 11:41#
spark
Нейтроны из звука
Опередили :)
Сегодня на элемента должна появиться моя новость про это.
10.03.2006 12:05#
seasea
Нейтроны из звука
Ждем-с. С понятным нетерпением.
10.03.2006 12:16#
seasea
Нейтроны из звука
Прочитал. Ну все тоже самое. Вы бы хоть немного разнообразили свои комментарии. Смысл их один - так не бывает. А "открыватели" сего явления - искатели дешевой славы. (Кстати - такой славы, как у авторов "холодного термояда ", вряд ли кто пожелает).
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 543

Пользователей
в системе: 2020

Всего записей
и комментариев: 38912

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 11

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия