Патент на изобретение №2166810

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ С МАГНИТНЫМ ЗАРЯДОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано, в частности, для нуклонных и ядерных преобразований типа синтеза, распада, ядерного и нуклонного катализа с целью трансформирования химических элементов и их соединений, получения энергии и создания новых технологий производства энергии и воздействия на химические элементы и их соединения с целью изменения их физических и химических свойств. Способ заключается в том, что электрическую цепь, состоящую не менее чем из двух проводников, помещают в диэлектрическую среду, в которой пробойное напряжение выше, чем наивысшее напряжение на любом из проводников цепи. Меняют значение тока в проводниках и прерывают не менее чем в одном из проводников протекающий через него ток в момент изменения значения тока. Устройство содержит проводники электрической цепи, помещенные в диэлектрическую среду, и средство для прерывания тока по меньшей мере в одном из проводников. Проводники могут быть выполнены из различных химических элементов, из различных соединений химических элементов, различной геометрической формы или с различным сечением. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения элементарных частиц с магнитным зарядом, которые могут быть различным образом использованы. 2 с. и 29 з.п.ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области ядерной физики и техники, а именно к способам и устройствам получения элементарных частиц с магнитным зарядом, и может быть использовано, в частности, для:
– нуклонных и ядерных преобразований типа синтеза, распада, ядерного и нуклонного катализа с целью трансформирования химических элементов и их соединений;
– получения энергии и создания новых технологий производства энергии;
– воздействия на химические элементы и их соединения с целью изменения их физических и химических свойств.

Использование элементарных частиц с магнитным зарядом, полученных заявляемым способом благодаря замечательным свойствам таких частиц, представляется на сегодняшний день безграничным.

Описываемые способ и устройство не имеют аналога. В настоящее время не известны способы получения элементарных частиц с магнитным зарядом, а также устройства, обеспечивающие реализацию такого способа. Само существование таких частиц не получало экспериментального подтверждения.

Существование аналогичных технических устройств не означает соответствия данному назначению – реализации заявляемого способа.

Вопрос о существовании магнитного заряда (одиночного магнитного полюса – S или N), носителем которого является стабильная элементарная частица с магнитным зарядом – магнитный монополь, давно поставлен перед современной физикой и вызывает интерес ученых и исследователей.

По проблеме магнитного монополя многочисленными авторами было написано более двухсот работ, в основном теоретических. Столь значительный интерес объясняется тем, что подтверждение физического существования магнитного монополя, предсказанного в свое время теоретиком квантовой физики Полем Дираком, приведет к изменению существующих на данный день представлений об электромагнитном поле, к требованию введения в уравнение Максвелла новых источников – магнитных зарядов и токов и отразится на всем монументальном здании, называемом теорией поля.

В 1931 г. Поль Дирак, исходя из требования симметрии между электричеством и магнетизмом, высказал гипотезу о существовании элементарного магнитного заряда – магнитного монополя [1]. Согласно этой гипотезе магнитный монополь – это элементарная частица, являющаяся носителем одиночного магнитного заряда – полюса S или N.

Известные в природе частицы, обладающие магнитными свойствами, имеют северный и южный магнитные полюса и соответственно являются диполями. Попытки экспериментального подтверждения существования магнитного монополя не прекращаются вот уже почти семьдесят лет. Детекторы, применяемые для обнаружения магнитных монополей (прямое детектирование) можно разделить на два класса [10]: индукционные детекторы, использующие принцип обнаружения, основанный на явлении электромагнитной индукции, и детекторы, регистрирующие взаимодействие магнитного монополя с веществом.

Отдельные свидетельства об успешной регистрации магнитного монополя появлялись. Однако единственный кандидат на роль монополя был получен в феврале 1982 г. под руководством Кабреры [7]. В то же время известно, что его эксперименты не удалось воспроизвести, что подвергает сомнению названные результаты. Все другие попытки экспериментально подтвердить существование магнитных монополей, а тем более получить эти частицы, заканчивались неудачей [6, 7, 8, 9].

Развитие теоретического обоснования существования и описания магнитного монополя как элементарной частицы с магнитным зарядом – полюса S или N, -базируется на следующих математических выводах и современных теориях.

Исследование квантомеханического движения электрического заряда в поле магнитного полюса привело к условию квантования: g = e(137/2)k, где e – электрический заряд, k – целое число, причем k = 1, 2, 3, … В модели Швингера [2] концепция Дирака была распространена на релятивистскую область и было показано, что в условиях квантования разрешены только четные значения k. Тем самым установлено, что заряд магнитного монополя квантуется и определен. Величина масс из этой модели не следует. В 1969 г. Швингер [12] на основании представлений о дробных электрических зарядах и качественной симметрии между электрическим и магнитным зарядом предположил, что “адронное вещество” необходимо рассматривать как магнитно-нейтральные образования дуально-заряженных частиц – дионов. Нуклоны, таким образом, должны состоять из комбинаций таких частиц, которые учитывают различные типы адронов – мезоны и барионы, а также их античастицы. В связи с этим электрический и магнитный заряды кратны: e₀ = (1/3)e, g₀ = (1/3)g, где e – электрический заряд, g – магнитный заряд, e₀ – элементарный электрический заряд, g₀ – элементарный магнитный заряд.

Новый импульс в развитии теорий о магнитных монополях дали работы ‘т Хоофта [3] и Полякова [4]. Они показали, что магнитные монополи обязательно возникают в некоторых теориях калибровочных полей. В неабелевых калибровочных теориях со спонтанно нарушенной симметрией существуют устойчивые классические решения, обладающие конечным размером, энергией и ненулевым магнитным зарядом. Масса магнитного монополя в этих моделях значительно больше, чем предполагалось ранее, и выражается через массу промежуточного бозона: m(M) = m(w)/2 5 ТэВ, где m(M) – масса магнитного монополя и m(w) – масса промежуточного бозона. Магнитные монополи и в этих теориях очень массивны, и их масса значительно превосходит энергию, при которой наступает Великое Объединение. В связи с этим считается, что магнитные монополи невозможно создать в современных ускорителях. Согласно современным теориям в моделях Великого Объединения магнитные монополи должны возникать в качестве топологических дефектов пространства-времени, когда калибровочная группа спонтанно нарушается и впервые возникает абелева группа U(1) – подгруппа: SU(5) —> SU(3) SU(2) U(1).

В 1988 г. Матвеев и Рубаков [11] определили, что простейший (фундаментальный) монополь должен иметь цветной гиперзаряд: как обычный магнитный заряд, так и цветной магнитный заряд. Масса и размер ядра такого магнитного монополя определяются масштабом Великого Объединения: m(M) ~ (1/137)M_x^-1 ~ 10¹⁶ ГэВ, r(M) ~ M_x^-1 ~ 10^-28 см, где M_x – массивный векторный бозон X группы SU(2) и равен ~ 10¹⁴ ГэВ, m(M) – масса магнитного монополя, r(M) – радиус ядра магнитного монополя. Еще в 1981 г. Рубаков в своей работе [5] заметил, что магнитный монополь катализирует распад нуклонов: M + p —> M + ⁺ + адроны. Этот распад предсказывают теории Великого Объединения.

В работе [13] Коршунов в 1991 г. показал, что медленный дрейф монополя в воздухе совпадает со среднестатистическими физическими параметрами шаровой молнии и она по сути является явлением нуклонного распада с участием катализатора – монополя.

Предметом настоящего изобретения явилось создание способа и устройства для целенаправленного получения элементарных частиц с магнитным зарядом для их разностороннего практического использования в индустрии и быту, а также для дальнейших научных исследований. Возможно, это позволит понять структуру электрического заряда и потребует своего, нового описания в теории взаимодействий, модификации СРТ – теоремы на предмет введения операции магнитного сопряжения. Перечисленное лишь небольшая часть интересных возможностей и проблем, которые можно будет решить и которые открываются при введении в теорию магнитного заряда.

Способ получения элементарных частиц с магнитным зарядом в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что в электрической цепи, состоящей по крайней мере из двух проводников, помещенных в диэлектрическую среду, пробойное напряжение которой выше, чем максимальное напряжение на любом из этих проводников, пропускают и прерывают переменный ток в одном из этих проводников.

С целью повышения эффективности процесса и получения заданных результатов согласно заявляемому способу целесообразно проводники располагать параллельно и пропускать по крайней мере через два проводника электрической цепи ток в противоположных направлениях или располагать их под углом друг к другу, причем изменение такого угла в диапазоне от -180 до +180 градусов позволяет регулировать качественные показатели процесса и количественный выход элементарных частиц с магнитным зарядом. В ряде случаев целесообразно использовать более двух проводников и располагать их таким образом, чтобы обеспечивалось расположение проводников, указанное выше, и электровзрыв всех проводников, предназначенных для этого.

В соответствии с заявляемым способом проводники электрической цепи могут выполняться из одинаковых и различных химических элементов или их соединений.

С целью повышения эффективности процесса и получения заданных результатов согласно заявляемому способу целесообразно использовать проводники таких размеров и с такими сечениями, чтобы прерывание тока выполнялось при оптимальных затратах энергии, причем количество затрачиваемой энергии, а также скорость нарастания тока позволяют регулировать качественные показатели процесса и количественный выход элементарных частиц с магнитным зарядом.

Заявляемый способ характеризуется также тем, что через проводники, составляющие электрическую цепь, целесообразно пропускать переменный или импульсный ток и прерывать его путем электровзрыва одного из проводников в момент изменения во времени значения тока.

С целью повышения эффективности процесса и получения заданных результатов согласно заявляемому способу целесообразно прерывать ток в проводнике в момент максимальной скорости нарастания тока.

В соответствии с заявляемым способом в качестве диэлектрической среды могут использоваться твердые тела, жидкости и газы. В ряде случаев целесообразно использовать обычную или дистиллированную воду.

Заявляемый способ характеризуется также тем, что диэлектрическую среду помещают в замкнутый объем.

В соответствии с заявляемым способом дополнительное воздействие на качественные и количественные характеристики процесса получения элементарных частиц с магнитным зарядом может быть получено при герметизации замкнутого объема. В ряде случаев целесообразно прерывать ток в электрической цепи при повышенном значении давления в замкнутом объеме, а также при повышенной температуре диэлектрической среды.

Устройство для осуществления заявляемого способа получения элементарных частиц с магнитным зарядом в соответствии с настоящим изобретением содержит источник питания, коммутирующее устройство с внешним запуском и блок формирования элементарных частиц с магнитным зарядом.

Заявляемое устройство характеризуется тем, что блок формирования элементарных частиц с магнитным зарядом содержит диэлектрическую среду и помещенную в нее электрическую цепь, являющуюся нагрузкой для источника питания и состоящую по крайней мере из двух соединенных между собой проводников, один из которых предназначен для электровзрыва.

Целесообразно использовать в блоке формирования элементарных частиц с магнитным зарядом устройство пространственного ограничения диэлектрической среды, если в качестве нее используется жидкость или газ. В ряде случаев целесообразно для устройства пространственного ограничения диэлектрической среды использовать камеру.

Заявляемое устройство характеризуется тем, что в блоке формирования элементарных частиц с магнитным зарядом формируется такая диэлектрическая среда, что ее напряжение пробоя выше, чем наивысшее напряжение в любой точке проводников электрической цепи.

Заявляемое устройство характеризуется тем, что в качестве источника питания может быть использован источник переменного или импульсного напряжения.

С целью повышения эффективности работы устройства в соответствии с настоящим изобретением камера, заполненная диэлектрической средой, представляет собой герметизированную камеру, снабженную регуляторами давления и температуры диэлектрической среды.

Заявляемое устройство характеризуется тем, что оно содержит средство для изменения и фиксации пространственного расположения проводников электрической цепи относительно друг друга путем поворота проводников относительно друг друга по осям x и y относительно z на углы в диапазонах от -180 до +180 градусов.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением характеризуется также тем, что проводники электрической цепи могут иметь различные геометрические формы и сечения, причем проводник, который предназначен для электровзрыва, может быть выполнен в виде фольги, проволочки или лайнера. Проводники могут быть выполнены из различных химических элементов или их соединений.

Заявляемые способ и устройство иллюстрируют следующие материалы.

Фиг. 1 – блок-схема алгоритма осуществления получения элементарных частиц с магнитным зарядом.

Фиг. 2 – функциональная блок-схема устройства для осуществления способа получения элементарных частиц с магнитным зарядом.

Фиг. 3 и фиг. 4 – фотографии шарообразного светового разряда, возникающего при осуществлении заявляемого способа спустя 1 и 7 мсек после электровзрыва.

Фиг. 5 – фотография тормозного излучения, возникающего в воздухе после электровзрыва в эксперименте от 18.11.98.

Фиг. 6 – фотография излучения Вавилова-Черенкова, возникающего в вылетающей из камеры воде в эксперименте от 18.11.98 г.

Фиг. 7 – фотография оптического спектра шарообразного светового разряда (плазмы) в эксперименте N 67 от 11.02.99 г.

Фиг. 8 – фотография фрагмента ультрафиолетового спектра шарообразного светового разряда (плазмы), состоящего из сплошного и линейчатого спектров, с эталоном (опорный спектр) – железа.

Фиг. 9a – фотография ультрафиолетового спектра тормозного излучения в диэлектрической среде за фильтрами 423 и 457 мкм, с пиком интенсивности во время существования плазменного свечения в эксперименте N 82 от 27.02.99. Верхний канал инвертирован при времени развертки T = 5 мсек./деление и напряжении U = 5 В/деление.

Фиг. 9b – фотография ультрафиолетового спектра тормозного излучения в диэлектрической среде за фильтрами 423 мкм и 457 мкм, до момента возникновения шарообразного светового разряда в эксперименте N 82 от 27.02.99. Верхний канал инвертирован при времени развертки T = 0,1 мсек/деление и напряжении U = 1 В/деление.

Фиг. 10 – схема расположения фотодетекторов:
1 – место электрического взрыва фольг;
2 – объектив;
3 – пластинка с ядерной эмульсией;
4 – фотопленки, сложенные в стопку;
5 – ЭОП;
6 – фотопленка;
7 – ФЭУ-35;
8 – интерференционные фильтры;
9 – спектрограф ИСМ-51;
10 – спектрограф СТЭ-1.

Фиг. 11a – типичный трек полученный в ядерной фотоэмульсии Р-100, расположенной на расстоянии 100 см от оси устройства.

Фиг. 11b – более подробное изображение структуры трека фиг. 11a под микроскопом с сильным увеличением.

Фиг. 12a, b и c – фотографии трека прохождения одной и той же частицы на трех расположенных друг за другом фрагментах РФ пленки.

Фиг. 13 – фотография очень длинного прерывистого трека, напоминающего след протектора покрышки колеса автомобиля.

Фиг. 14 – фотография трека, напоминающего след гусеницы.

Фиг. 15 – схема эксперимента для регистрация вторичного излучения пробы:
1 – чашка Петри;
2 – проба;
3 – фотопленка;
4 – стекловолоконная шайба.

Фиг. 16 фотография фрагмента трека, полученного за счет вторичного излучения пробы.

Фиг. 17 – фотография диффузного свечения всего пространства, возникающего в момент электровзрыва (T = 0 мсек).

Фиг. 18 – фотография ЭОПограммы (ЭОП – электронно-оптический преобразователь), полученной в первые 550 мксек после импульса тока, с помощью ультрафиолетового ЭОПа.

Фиг. 19, фиг. 20 и фиг. 21 – результаты измерения – графики, произведенные с помощью эффекта Мессбауера, соответственно для необлученного ⁵⁷Fe, южного (S) ⁵⁷Fe и северного (N) ⁵⁷Fe.

Алгоритм заявляемого способа получения элементарных частиц с магнитным зарядом представлен на блок-схеме фиг. 1. В соответствии с заявляемым способом электрическую цепь, состоящую по крайней мере из двух проводников, помещают в диэлектрическую среду, подают на нее напряжение от источника питания путем внешнего запуска коммутирующего устройства и осуществляют прерывание тока путем электровзрыва в одном из этих проводников. Для осуществления электровзрыва в соответствующем проводнике необходимо обеспечить сопряжение электрических характеристик источника питания, коммутирующего устройства, диэлектрической среды, электрической цепи, состоящей из кабелей, самих проводников и их электрических соединений. При этом совокупность характеристик обеспечивает электровзрыв данного проводника таким образом, что он происходит при максимальной скорости нарастания значения тока. В качестве диэлектрической среды для обеспечения необходимых взаимодействий используют материал, напряжение пробоя которого выше, чем максимальное напряжение на любом из проводников, составляющих электрическую цепь. Элементарные частицы с магнитным зарядом, в количестве, регистрируемом и достаточном для их дальнейшего использования, были многократно и стабильно получены при использовании, в частности, различных диэлектрических сред, при различных температурах и давлениях диэлектрической среды, двух и более проводников электрической цепи, при одном и более электровзрывах, при использовании одинаковых и различных материалов, а также геометрических форм проводников, при различном расположении проводников, различных скоростей изменения значения тока в момент электровзрыва и различных энергоемкостей источника питания.

Для реализации способа получения элементарных частиц с магнитным зарядом используется устройство, блок-схема которого изображена на фиг. 2. Устройство содержит источник питания 1 и блок формирования элементарных частиц с магнитным зарядом 3, соединенных посредством кабелей 4 и коммутирующего устройства 2. Блок формирования элементарных частиц с магнитным зарядом может представлять собой камеру, заполненную диэлектрической средой 5, и содержит по крайней мере один модуль прерывания тока 6, включающий по крайней мере два проводника 8 и 9 (проводник, предназначенный для электровзрыва), являющиеся частью электрической цепи 7. Положение проводников электрической цепи изменяется и фиксируется с помощью стандартных элементов и принципов крепления 10. Кабели 4 подключаются с помощью стандартных разъемов 11 к модулю прерывания тока 6. Модуль прерывания тока 6 крепится стандартными креплениями 12 за блок формирования элементарных частиц с магнитным зарядом 3 таким образом, чтобы электрическая цепь 7 находилась внутри диэлектрической среды 5. В качестве источника питания 1 в заявляемом устройстве может быть использована конденсаторная батарея. Энергозапас при напряжении U = 4,8 кВ составляет W = 50 кДж. Коммутацию батареи можно осуществлять с помощью обычного воздушного тригатронного разрядника с внешним запуском 2. Энергию транспортируют по кабелям 4 электрической цепи 7, которые представляли собой коаксиальные кабели с индуктивностью L = 0,8 мкГн. Время разряда батареи составляет примерно 100 мксек. Проводники 8 и 9 соединены между собой последовательно. Проводник, предназначенный для электровзрыва 9, выполняют, например, в виде фольги; его материал, форму и сечение выбирают, исходя из совокупности всех остальных электрических свойств элементов и блоков устройства.

Заявляемое устройство работает следующим образом. После осуществления подачи напряжения источника питания 1 при помощи устройства коммутации 2 на электрическую цепь 7, через кабели 4 и проводники 8 и 9 начинает течь ток. При достижении необходимой и достаточной плотности тока в проводнике 9 в нем происходит электровзрыв. При электровзрывах в проводниках достигаются плотности тока порядка 10⁶ – 10⁷ А/см². В момент электровзрыва проводника 9 ток в электрической цепи прерывается и возникает регистрируемое и достаточное для дальнейшего использования количество элементарных частиц с магнитным зарядом.

Для идентификации и подтверждения достоверности существования элементарных частиц с магнитным зарядом применялись следующие физические диагностики.

1. Регистрация треков элементарных частиц с магнитным зарядом
С этой целью в работе использовались пленка флюорографическая РФ – ЗМП с чувствительностью 1100 р^-1 по критерию 0,85 над вуалью, пленка радиографическая медицинская РМ – 1МД с чувствительностью 850 р^-1 по критерию 0,85 над вуалью, ядерные фотопластинки типа P с толщиной эмульсионного слоя 100 мкм, высокоразрешающие фотоэмульсии ИАЭ с чувствительностью ~0,1 ед. ГОСТа и разрешающей способностью до 3000 линий/мм, фотобумаги.

Все материалы после облучения проявлялись в соответствующих проявителях: пленки флюорографические – в проявителе Д-19 в течение 6 мин при температуре 20^oC, пластинки – в фенидон-гидрохиноновом проявителе изотермическим методом.

При исследовании обработанных фотоматериалов обнаружены макро- и микроэффекты. Макроэффектами считали те, которые можно рассмотреть невооруженным глазом, а также под лупой при увеличении ~ до 5 раз. Микроэффектами считали те эффекты, которые видны при увеличении от 75 до 2025 раз.

Фотодетекторы размещались на различных расстояниях от центра устройства – от 20 см до 4 м и располагались в радиальной и нормальной плоскостях по отношению к оси устройства (фиг. 10). Пленки и пластинки с ядерной фотоэмульсией заворачивались в черную бумагу. Бумага контролировалась на целостность до упаковки пленок и пластинок и перед проявлением.

Размеры и длины наблюдаемых треков в ядерной фотоэмульсии необычно большие. Типичный трек, фотография которого приведена на фиг. 11a, получен в ядерной фотоэмульсии Р-100, расположенной на расстоянии 100 см от оси устройства. Из фотографий на фиг. 11а видно, что излучение носит существенно корпускулярный характер. Оценка энергии, сделанная из геометрических размеров трека в предположении, что механизм торможения частицы является кулоновским, дает величину E ~ 1 ГэВ. Очевидно, что, учитывая местоположение пластинки с ядерной фотоэмульсией и размер трека, невозможно приписать трек ни , ни , ни (напомним, что ядерная фотоэмульсия расположена в атмосфере). Более подробное изучение структуры трека под микроскопом с сильным увеличением (фиг. 11b) позволило выделить “головку” круглой формы с плотностью почернения > 3 и длинным шлейфом с уменьшающейся плотностью, напоминающей “хвост кометы”. На данной пластинке с ядерной фотоэмульсией на площади в 4 см² расположено 6 “комет”. Их размеры составляют от 300 мкм до 1.300 мкм. Использовался и другой фотодетектор, состоящий из трех сложенных и фиксированных относительно друг друга рентгенных пленок РФ, завернутых в черную бумагу. Пленки располагались примерно в том же месте, что и ядерная фотоэмульсия. Из фотографий, представленных на фиг. 12a, b и c видно, что почернения совпадают и это не дает возможности отнести их к артефактам. Оценка поглощенной энергии в трех пленках с учетом толщины слоя эмульсии в 10 мкм, размера зерна в 1 мкм и светочувствительности дает величину E ~ 700 МэВ, что совпадаете оценкой трека из фотографии на фиг. 4a.

При проявлении ядерной фотоэмульсии определили, что ее почернение начиналось со стороны стеклянной пластинки. Это означает, что излучение выделило большую часть энергии на границе раздела стекла и ядерной фотоэмульсии. Это подтверждается последующей обработкой фотопластинок под микроскопом с сильным увеличением (2025 раз) путем сканирования по толщине фотоэмульсии. Такой же эффект наблюдался и на пластинках, которые во время работы устройства были сложены стеклами друг к другу и располагались в нормальной плоскости по отношению к оси устройства. Это позволяет предположить, что наблюдаемое излучение проявляет свойство переходного излучения.

Зафиксированы также очень длинные (~ 5 мм) прерывистые следы, напоминающие след гусеницы или протектора покрышки колеса автомобиля, отображенные на фотографиях фиг. 13 и фиг. 14. Для этого типа треков характерно наличие второго параллельного следа, отличающегося по интенсивности почернения и длине от основного. Оценка энергии плотности почернения дает примерно тот же порядок величины как и у треков на фотографиях фиг. 11 и фиг. 12. Весьма замечательным явилось то обстоятельство, что остатки воды и материала фольги после электровзрыва (проба) после их извлечения из камеры устройства явились источником того же излучения, которое было зафиксировано в момент электровзрыва. Проба была помещена в чашечку Петри, а пленка установлена на расстоянии 10 см, как показано на фотографии фиг. 15. Пленка была прижата эмульсией к стекловолоконной шайбе, поскольку мы уже отметили, что излучение проявляет свойства переходного излучения. Время экспозиции составило ~ 18 часов. Результат представлен на фотографии фиг. 16. Из сравнения фотографий на фиг. 13 и фиг. 16 можно сделать вывод об идентичности причин, вызвавших почернение пленок. Это означает, что механизм излучения имеет не ускорительное, а ядерное происхождение. Второй вывод, который можно сделать, состоит в том, что причина, приводящая к появлению треков, не исчезает после электровзрыва, а может быть “накоплена”.

Зарегистрированные треки полностью совпадают с треками типа “гусеничного”, предсказанными в работах [17]. Фотографии таких треков приведены на фиг. 13, фиг. 14 и фиг. 16. Оценка энергии, сделанная по фиг. 11 и фиг. 12, также совпадает с результатами работы [16, 17]. Переходный характер излучения совпадает с результатами работы [15].

2. Регистрация тормозного излучения и излучения Вавилова-Черенкова
Исходя из результатов работы [14, 16] при регистрации элементарных частиц с магнитным зарядом, следует ожидать интенсивного тормозного излучения в воздухе и излучения Вавилова-Черенкова при попадании элементарных частиц с магнитным зарядом в воду.

Для регистрации излучения применялось скоростное фотографирование с помощью шести электронно-оптических преобразователей (ЭОП), работающих в покадровом режиме с временем экспозиции ~ 100 мксек и задержкой относительно друг друга в ~ 1 мсек. ЭОПы расположили на расстоянии ~ 2,5 м, как показано на фиг. 10. В ряде измерений использовался 7-й, “солнечно слепой” ультрафиолетовый ЭОП с максимумом спектральной чувствительности в области 3.000 А^o и временем экспозиции ~ 50 мксек. Над устройством прикреплено зеркало под углом в 45^o к оси Z, что позволяет одновременно регистрировать две проекции свечения.

Для регистрации изображения применялась промышленная скоростная кинокамера марки “IMAGE300 ALAN GORDON ENTERPRISES, INC”. Камера позволяет регистрировать 300 кадров в секунду с временем экспозиции кадра ~2 мсек. Для синхронизации камеры были разработаны специальные кварцевые часы.

Для регистрации интенсивности излучения во времени применялись фотодиоды и фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Два ФЭУ-35 с интерференционными фильтрами 423 нм и 457 нм со спектральной шириной фильтров 0,5 нм располагались на высоте 1 м над устройством. Фотодиоды и остальные ФЭУ (ультрафиолетовый ФЭУ-142, ФЭУ-97 с фильтром = 43 нм) располагались в горизонтальной плоскости на различных расстояниях от устройства.

Для определения спектрального состава светового излучения как в оптической, так и в ультрафиолетовой областях проводился спектральный анализ с помощью двух стандартных спектрографов. Оптические спектры регистрировались прибором ИСМ-51, а ультрафиолетовые – СТЭ-1.

После электровзрыва фольги над блоком формирования элементарных частиц с магнитным зарядом фиксируется свечение: в момент электровзрыва появляется диффузное свечение как бы всего пространства (фиг. 5 и фиг. 17), а затем появляется свечение (фиг. 3 и фиг. 4), очень похожее на явление шаровой молнии. Установленное зеркало позволяло одновременно регистрировать две проекции свечения. Фотографии на фиг. 3 и фиг. 4 были получены с помощью двух из шести ЭОПов и на них видно, что свечение имеет шарообразную форму. Шарообразное свечение – плазменное и существует по крайней мере примерно 7 мсек. Регистрация интенсивности свечения во времени проводилась с помощью фотоэлектронных умножителей фотодиодов, расположенных на различных расстояниях от установки. Из анализа осциллограмм и фотографий, полученных кадровыми ЭОПами в различных временных режимах работы, следует, что длительность шарообразного свечения плазмы составляет десятки миллисекунд, в то время как длительность срабатывания конденсаторной батареи составляет всего ~ 100 мксек. Для того чтобы убедиться в невозможности электрического пробоя на электроды подавалось статическое контрольное напряжение U = 25 кВ. В ходе работы устройства не было обнаружено следов пробоя, по воздуху или по диэлектрику. Тем самым существование шарообразного плазменного свечения в течение столь длительного времени не может быть объяснено каким-либо пробоем между электродами. Шарообразное свечение составляет в диаметре ~ 15 см, существует десятки миллисекунд и затем “рассыпается” на маленькие светящиеся образования, как показано на фотографии фиг. 4. На фотографии фиг. 18 представлена ЭОПограмма, полученная в первые 550 мксек после начала импульса тока с помощью ультрафиолетового ЭОПа. Из фотографии фиг. 18 видно, что в ультрафиолетовой области так же нет изображения, как и на фотографиях фиг. 5 и фиг. 17. Сопоставление с сигналами, полученными с ФЭУ-35 (фотоэлектронный умножитель) ( ₁ = 423 нм, ₂ = 457 нм), позволяет трактовать предимпульс на осциллограмме фиг. 9b как тормозное излучение летящих элементарных частиц с магнитным зарядом, а основной импульс на (фиг. 9a) – как излучение, связанное с шарообразным свечением. Такая трактовка подтверждается спектральными измерениями. На фиг. 7 и фиг. 8 представлены участки оптического и ультрафиолетового спектров. Из фиг. 7 и фиг. 8 видно, что помимо спектральных линий одновременно существует непрерывная часть спектра (континуум), что подтверждает наличие тормозного излучения.

Следует отметить, что сам факт существования “шаровой молнии”, как следует из работы Коршунова [13], является результатом образования элементарных частиц с магнитным зарядом. Факт существования излучения Вавилова-Черенкова, возникающего из-за движения элементарных частиц с магнитным зарядом в диэлектрической среде, следует из фотографии фиг. 6, полученной при помощи скоростной камеры. На фотографии видно свечение воды, выпрыскивающейся из блока формирования элементарных частиц с магнитным зарядом устройства. Для получения этого кадра камера была выполнена в виде открытого бачка и плиты. Плита была положена на бачок и специально не уплотнена.

Для подтверждения предположения получения элементарных частиц с магнитным зарядом измерялся эффект намагничивания с последующим анализом с помощью эффекта Мессбауера, так как между монополем и ферромагнетиком должна существовать сила притяжения. На основании работы Хакимова и Мартинянова [18] , в случае возникновения частиц с магнитным зарядом они должны были бы поглощаться железными фольгами.

Для этого эксперимента было использовано 3 фольги из ⁵⁷Fe. ⁵⁷Fe отличается идеальной структурой и значительным полем на ядре. Две фольги были помещены на разных полюсах сильного магнита с силой магнитного поля примерно 1,2 кГс и расположены на расстоянии примерно 70 см от места электровзрыва, а третья фольга была использована как эталонная, без воздействия магнита. После облучения элементарными частицами с магнитным зарядом, полученными в результате электровзрыва (а поток этих частиц должен быть равновероятно распределен на N- и S-полюса) в эталонной фольге они бы компенсировались, а на остальных же двух фольгах они должны были расщепиться на N- и S-полюсы магнита. Это расщепление можно зарегистрировать и оценить с помощью эффекта Мессбауера.

Результаты измерений приведены для эталонного Fe на фиг. 19, для южного (S) Fe – на фиг. 20, для северного (N) Fe – на фиг. 21.

В фольгах, помещенных на N-полюсе, абсолютная величина сверхтонкого магнитного поля увеличилась на 0,24 кГ. На другой же фольге (S) оно уменьшилось на примерно такую же величину в 0,29 кГ. Ошибка = 0,012 кГ.

Fe – эталонное: H_n = 330,42 кГ,
Fe – северный – N: H_n = 330,66 кГ, _N = 0,24 кГ,
Fe – южный – S: H_n = 330,13 кГ, _S = -0,29 кГ.

Учитывая факт, что магнитное поле в ⁵⁷Fe имеет противоположный знак по отношению к направлению своей намагниченности, можно с уверенностью утверждать, что S-частицы (на N-полюсе магнита) увеличивают отрицательное сверхтонкое поле, а частицы противоположного знака уменьшают его, и это относительное изменение по абсолютной величине составляет ~ 810^-4.

Известен такой факт, что при анализе мессбауеровских спектров ферромагнетиков отмечено уширение линий поглощения. Это явление связано с неоднородностью внутренних магнитных полей на ядрах. При анализе спектров облученных фольг обнаружено дополнительное уширение линий поглощения, сравнимое по своей величине с обычным магнитным уширением. Вероятно, это связано с хаотическим поглощением монополей в решетке железа. Ошибка = 0,003 мм/сек.

Fe – эталонное: r_i = 0,334/0,300/0,235 мм/сек,
Fe – северный – N: r_i = 0,363/0,328/0,250 мм/сек,
Fe – южный – S: r_i = 0,366/0,327/0,248 мм/сек.

Не обнаружено появление квадрупольного сдвига линий, т.е. изменение градиента электрического поля в кристалле не наблюдается.

Fe – эталонное: N₀ = 126,465,
Fe – северный -N: N₀ = 126,466,
Fe – южный – S: N₀ = 126,470.

Это может быть связано как с малостью (по сравнению с электроном) электрического заряда монополя, так и с высокой степенью симметрии решетки железа. Магнитный характер исследуемого излучения однозначен.

Все полученные экспериментальные данные имеют естественные и хорошо согласующиеся между “собой объяснения в рамках гипотезы возникновения элементарных частиц с магнитным зарядом. Из анализа имеющихся теоретических обоснований следует, что элементарные частицы с магнитным зарядом должны приводить к описанным выше физическим явлениям.

Исследования, проведенные на основе экспериментальных данных, полученных в более чем двухстах экспериментах на протяжении двух лет, убедительно показывают, что осуществление заявляемых способа и устройства приводит к формированию стабильных элементарных частиц с магнитным зарядом и данные результаты не могут быть отнесены к артефактам. И несмотря на то, что физическая сущность многих явления, сопровождающих их получение, понятна еще не до конца, характер полученных частиц, их физические свойства не оставляют сомнений в том, что эти элементарные частицы имеют одиночный магнитный заряд – полюс N или S.

Источники информации
1. Dirac P.A.M. – 1931, Proc. Roy. Soc. Ser. A, v. l33, p. 60.

2. Schwinger J. – 1966, Phys. Rev., v. 144.

3. ‘t Hooft G. – 1974, Nucl. Phys. Ser. B, v. 79, p. 276.

4. Поляков А.М. – 1974, ЖЭТФ, т. 20 стр. 430.

5. Рубаков В.А. – 1982, Nucl. Phys. Ser. B, v. 203, p. 311.

6. Malkus W.V.R. – 1951, Phys. Rev. v. 83, p. 899.

7. Cabrera B. – 1982, Phys. Rev. Lett., v. 48, p. 1378.

8. Price P.B. Guoxiao R, Kinoshita K – 1987, Phys. Rev. Lett. v. 29, p. 2523.

9. Bertani M. et al. – 1990, Europhys. Lett. v. 12, p. 613.

10. Klapdor-Kleingrothaus H.V., Staudt A. – 1995, B.G.Teubner-Stuttgart, Pkt. 8.3.

11. Матвеев В.А., Рубаков В.А. et al. – 1988, УФН 10/88, т. 156, вып. 2, стр. 263.

12. Schwinger J. – 1969, A Magnetic Model of Matter, Science Nr. 165, p. 757.

13. Коршунов В. К. – 1991, сборник тез. докладов советского информационного центра по шаровым молниям под редакцией Б.А.Смирнова, М.ИВТ АН СССР вып. 2, стр. 133.

14. Коломенский А.А. – 1962, вести МГУ 3, N 6.

15. Мергелян О.С. – 1963, ДАН Арм. ССР 36(1), стр. 17.

16. Болотовский Б.М., Усачев Ю.Д. – 1970, изд. Мир, стр. 28.

17. Amaldi E. et al., 1963, preprint CERN report 63-13.

18. Мартинянов В.П., Хакимов С.Х. – 1972, ЖЭТФ, т. 62, стр. 3.

Формула изобретения

1. Способ получения элементарных частиц с магнитным зарядом, характеризующийся тем, что электрическую цепь составляют из не менее чем двух проводников, помещают проводники в диэлектрическую среду, в которой пробойное напряжение выше, чем наивысшее напряжение на любом из проводников электрической цепи, меняют значение тока в проводниках и прерывают в не менее чем одном из проводников протекающий через него ток в момент изменения значения тока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что не менее двух соседних проводников электрической цепи электрически соединяют между собой и располагают в пространственной ориентации относительно друг друга под углом в диапазоне от -180 до +180^o.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в проводниках электрической цепи создают ток в разных пространственных направлениях.

4. Способ по п.1 или 2, или 3, отличающийся тем, что не менее чем два проводника электрической цепи электрически соединяют между собой и располагают параллельно.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что не менее чем в двух соседних проводниках электрической цепи создают токи в противоположных направлениях.

6. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что в проводниках электрической цепи ток создают переменный и прерывают в момент наибольшего изменения его значения.

7. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что в проводниках электрической цепи ток создают импульсный и прерывают в момент наибольшего изменения его значения.

8. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что ток прерывают электровзрывом.

9. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, отличающийся тем, что диэлектрическую среду помещают в замкнутое пространство.

10. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, отличающийся тем, что диэлектрическую среду помещают в герметически замкнутое пространство.

11. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, или 10, отличающийся тем, что в качестве диэлектрической среды используют жидкость.

12. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, или 10, или 11, отличающийся тем, что в качестве диэлектрической среды используют воду.

13. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, или 10, или 11, или 12, отличающийся тем, что в качестве диэлектрической среды используют дистиллированную воду.

14. Устройство для получения элементарных частиц с магнитным зарядом, характеризующееся тем, что хотя бы один модуль этого средства получения частиц с магнитным зарядом представляет собой средство для реализации прерывания тока не менее чем в одном из проводников электрической цепи в момент изменения значения тока, протекающего через данный проводник, помещенный в диэлектрическую среду, в которой пробойное напряжение выше, чем наивысшее напряжение на любом из проводников электрической цепи.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что проводники электрической цепи выполнены из различных химических элементов.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что проводники электрической цепи выполнены из различных соединений химических элементов.

17. Устройство по п.14, или 15, или 16, отличающееся тем, что проводники электрической цепи выполнены с различным сечением.

18. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, отличающееся тем, что проводники электрической цепи выполняют в различной геометрической форме.

19. Устройство по п. 14, или 15, или 16, или 17, или 18, отличающееся тем, что оно содержит средство для изменения направления в пространстве проводников относительно друг друга в диапазоне от -180 до +180^o.

20. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, отличающееся тем, что оно содержит средство для установки параллельного направления в пространстве проводников относительно друг друга.

21. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, отличающееся тем, что электрически соединенные соседние проводники электрической цепи располагают в разных плоскостях.

22. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, отличающееся тем, что оно содержит средство для изменения направления протекания токов через проводники электрической цепи.

23. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, отличающееся тем, что оно содержит средство формирования в проводниках электрической цепи переменного тока и прерывания тока в момент наибольшего изменения его значения.

24. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, или 23, отличающееся тем, что оно содержит средство формирования в проводниках электрической цепи импульсного тока и прерывания тока в момент наибольшего изменения его значения.

25. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, или 23, или 24, отличающееся тем, что оно содержит средство для прерывания тока путем электровзрыва.

26. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, или 23, или 24, или 25, отличающееся тем, что оно содержит источник питания и коммутирующее устройство с внешним запуском для подачи энергии на нагрузку.

27. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, отличающееся тем, что оно содержит устройство для пространственного ограничения диэлектрической среды.

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что устройство для пространственного ограничения диэлектрической среды выполнено в виде камеры.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что камера герметичная.

30. Устройство по п.14, или 15, или 16, или 17, или 18, или 19, или 20, или 21, или 22, или 23, или 24, или 25, или 26, или 27, или 28, или 29, отличающееся тем, что в качестве диэлектрической среды используют воду.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что в качестве диэлектрической среды используют дистиллированную воду.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.10.2003

Извещение опубликовано: 10.01.2005 БИ: 01/2005