Шавырин Сергей. Истинно русский нуклеосинтез

Если вы никогда не видели нашей Грозы
Вы никогда не поймёте нас...

В. Демчог, И. Охлобыстин "Гроза"

Существует ряд наблюдений, которые показывают, что обыкновенные живые клетки активно занимаются синтезом жизненно важных элементов, которые по той или иной причине они не могут найти в окружающей среде. Речь идёт не о создании сложных химических органических молекул - таких как белки и аминокислоты, а о прямой трансмутации. Например, они могут синтезировать кальций, сложив углерод и кремний. ⁴⁰Ca₂₀ = ²⁸Si₁₄+¹²C₆ Хорошо известным наблюдением в поддержку возможности осуществления такой реакции говорят массивные ископаемые залежи кальцита в тех местах, где миллионы лет назад существовало море. Очевидно, что древние организмы не выискивали довольно редкий кальций по всему мировому океану, а просто создавали его из того, что было под рукой - песка (SiO₂) и углекислого газа (CO₂).

Ещё одно наблюдение связано с хорошо известным радиоуглеродным анализом, применяемым для определения возраста биологических останков. Традиционное объяснение заключается в том, что изотопы углерода ¹⁴С образуются в верхних слоях атмосферы на высоте 12-15 км при столкновении вторичных нейтронов от космических лучей с ядрами атмосферного азота. ¹⁴С усваивается живым организмом вплоть до его смерти, когда и начинается обратный отсчёт времени. Тем не менее - это объяснение представляется слишком искусственным. Нужно вовлекать такую экзотику, как "космические лучи" и требовать равномерного распространения изотопа углерода повсеместно, где обитают живые организмы. Более простым объяснением является то, что ¹⁴С - это продукт жизнедеятельности самих живых организмов и его концентрация в организме начинает падать после смерти. Одним из объективных доказательств этого может быть получено изучением живых организмов обитающих в таких местах, где перемешивание с ¹⁴С из верхних слоёв атмосферы сильно затруднено или вообще невозможно - например, в глубинах океана или даже под толщей льда Антарктиды.

Существует ещё такое явление, как углеродный изотопический сдвиг. Относительная концентрация изотопов ¹³С и ¹²С в живых организмах отличается от "естественной", то есть в углероде, который никак не связан с жизнью. Это отличие объясняется тем, что поскольку у ¹³С в отличие от ¹²С существует магнитный момент, то скорость усвоения этих элементов в процессе метаболизма различна... Экспериментальные данные говорят тем не менее, скорее о том, что некоторая часть углерода есть результат автономного синтеза по формуле 2(¹⁴N₇) -> ¹³C₆ + ¹⁵O₈ + Энергия. Именно эта реакция "ядерного горения" азота представляется самой перспективной в смысле получения экологически чистой и практически неисчерпаемой энергии в будущем. Обсуждение на форуме молекулярной биологии Луи Кервран - холодный ядерный синтез даёт ссылки на многочисленные публикации посвящённые обоснованию возможности клетками осуществлять трансмутацию элементов и многочисленным экспериментальным наблюдениям.

Практическая разработка и использование в промышленных масштабах реакции ядерного горения азота позволит человечеству забыть, что такое энергетический кризис, хотя этому возможно будет предшествовать кризис экономический. За банкротством нефтегазовой индустрии последует дефолт ряда стран и банков, поскольку возможность синтеза редких элементов будет включать также синтез золота именно так, как это происходит в природе, то есть просто и естественно.

В соответствии с современным представлением об образовании элементов в природе, тяжёлые элементы единственно могли возникнуть в результате взрыва сверхновой звезды. Для образования гелия вполне достаточно обыкновенных термоядерных реакций, которые - как предполагает современная наука - происходят в центре всех звёзд и являются источником их энергии. Для образования углерода в современной науке существует всего одна единственная возможность - это реакция Солпитера. Для осуществления такой реакции необходима температура в 200 миллионов градусов и огромное давление. Температура в центре Солнца оценивается сегодня в 14 миллионов градусов. Для того чтобы созданные атомы покинули звезду необходим её взрыв - поэтому возникает необходимость взрыва сверхновой. Вместе с этим остаётся совершенно необъяснимым факт, что синтез элементов на Земле происходит постоянно. Как, можно объяснить, например, существование ископаемого радия с периодом полураспада в несколько дней?

Все существующие подходы к атомной энергетике включают только физику высоких энергий. То есть для того, чтобы протон или нейтрон смог преодолеть ядерный потенциальный барьер - нужно разогнать частицу до фантастических скоростей и держать систему под огромным давлением - отсюда возникают ядерные бомбы, ядерные реакторы, термоядерные цепочки реакций и реакции типа Солпитера. Единственная область физики, изучающая эти процессы - это физика плазмы. Если идти этим путём - но никакие реакции нуклеосинтеза при комнатной температуре очевидно невозможны. Но зачем идти этим путём? Если попробовать двигаться в совершенно противоположном направлении и посмотреть, как ведут себя частицы при очень низких энергиях, то мы увидим, что они проявляют удивительные свойства: такие как сверхтекучесть и сверхпроводимость. Чем ниже температура, тем сильнее проявляются волновые свойства частиц. Как известно, одним из известных волновых свойств частиц является возможность "туннельного перехода". Частица преодолевает потенциальный барьер не вследствие высокой температуры и давления, а больших пространственных размеров волновой функции. Если при каких-то особых условиях существует механизм возбуждения нуклонов ядра "изнутри", не трогая само ядро - то может возникнуть возможность выхода нуклона из ядра с нулевой энергией и большой пространственной волновой функцией. Такой нуклон, выйдя из своего ядра, может войти в ядро другого атома, преодолев потенциальный барьер с помощью туннельного перехода. Такие процессы вполне возможны при комнатных температурах окружающей среды.

Рассмотрим с самых общих соображений, на каких конкретных физических принципах могут протекать реакции холодного ядерного синтеза, какие известные природные явления могут подсказать пути к созданию теории этого явления, а также как технически сделать первый шаг по пути его практической имплементации. И первым таким природным явлением на нашем пути будет Гроза, а точнее молния.

С одной стороны можно подумать - а что в этом особенного? Молнию видели все - искра она и есть искра... но не всё так просто. Разности потенциалов между Землёй и облаком недостаточно для пробоя и поэтапное возникновение вспышки молнии через промежуточную стадию "лидера" не объяснено и что более важно не получено в экспериментах. Интересно, что молния иногда бьёт горизонтально.... и в разные стороны. Причём тут Земля вообще? Более редким и удивительным явлением считается шаровая молния. Есть наблюдения, что иногда шаровая молния может возникнуть в результате разрыва в двух местах обыкновенной линейной молнии, а, следовательно, она имеет с ней одинаковую природу. Но объяснение шаровой молнии с использованием физики высоких энергий встречает фатальные проблемы. Многолетние поиски источника относительной стабильности шаровой молнии ни к чему не привели. Дело до того курьёзно, что "уважающие себя" физики стараются избегать вовлечения в эту тему и запятнавшие себя шаровой молнией обычно не могут стать академиками.

Другое атмосферное явление, но не менее таинственное также не может быть нормально объяснено - это так называемые "огни Святого Эльма". Возможно, именно это явление упоминается в Ветхом завете, когда Моисей обнаружил в горах некое странное свечение, огонь, который был совершенно холодным. Принципиальная холодность этого огня есть главное отличительное свойство огней святого Эльма. Некоторые очевидцы безрезультатно пытались загасить его рукой без особых проблем для руки. Существует очень много наблюдений этого явления, включая известный переход Ганнибала через Альпы, но до сих пор экспериментальное воспроизведение холодного огня невозможно. Достаточно просто показать, что "коронный разряд" к огням святого Эльма никакого отношения не имеет.

Для того, чтобы понять где может находиться источник холодного света, нужно вспомнить, прежде всего, газоразрядные "энергосберегающие", холодные лампы. Понятие "температура" определена как статистическая характеристика ансамбля. Если "горит" нагретая вольфрамовая нить, то цветовая температура определяется распределением максвелла атомов вольфрама. Если у нас газоразрядная лампа, то температура определяется по набору энергетических уровней электронов внутри атома, на которых происходит излучение, и в общем случае отношения к кинетической энергии частиц не имеет. Как учит квантовая механика - в стационарном состоянии электроны должны находиться на своих уровнях и излучение может происходить только при переходе между разными уровнями. Для нестационарной системы, в квантовой механике существует "квазиклассическое приближение", когда электрон может быть в возбуждённом состоянии по отношению к своему собственному уровню. Изучением таких возбуждённых систем, в применении к излучению и поглощению занимается "нелинейная оптика".

Электрон в атоме при наличии очень сильного внешнего возмущающего воздействия может быть очень просто представлен, как грузик на пружинке. При этом излучение такого "грузика" находится в непрерывном спектре. Ансамбль большого количества таких грузиков будет излучать по закону абсолютно чёрного тела. Температура такого излучения будет определяться только внешним возмущением. Совершенно очевидно, что речь идёт о процессах строго внутри отдельного атома, не имеющих абсолютно никакого отношения к движению самих атомов а, следовательно, к температуре среды. Независимо от эффективной температуры такого излучения, температура излучающего вещества будет неизменной. Таким образом, гипотеза природы холодного света звучит так. Под воздействием некого особого электромагнитного излучения оказывается возможным очень эффективно возбуждать электроны в атомах напрямую, не трогая при этом сам атом в целом. Электроны в атомах, независимо от атомов, организуют некий ансамбль элементов возбуждения, которые излучают как абсолютно чёрное тело - в непрерывном спектре.

Теперь просто перейти к природе обыкновенной молнии. Это особое излучение, воздействуя на электроны в атомах воздуха настолько сильно их возбуждает, что они высыпаются из атомов, причём каждый такой электрон выходит из атома с нулевой энергией. Низкая энергия электронов тождественна их "низкой температуре", поэтому для таких электронов должны быть характерны такие низкотемпературные эффекты, как сверхпроводимость. Становится очевидным объяснение стабильности шаровой молнии - это макроскопический квантовый объект - совокупность сверхпроводящих электронов. Отсюда можно вывести все странности свойств и особенности поведения шаровой молнии... например то, что она может двигаться вместе с самолётом против ветра не взаимодействуя с окружающей средой. Любое взаимодействие должно изменить состояние электрона, но работа, которую нужно совершить, чтобы вывести его из конденсата превышает энергию связи, а поэтому объект стабилен. Кстати даже не смотря на то, что шаровая молния должна обладать довольно солидным отрицательным зарядом - она выступает как совершенно нейтральный объект.

Здесь нужно сделать важное отступление по поводу современных теорий сверхпроводимости. Эти теории исходят из того, что единственной причиной образования конденсата электронов является взаимодействие электронов с решёткой. Возможно, с математической точки зрения эти теории удовлетворительно описывают большинство проявлений сверхпроводимости, но например уже в случае высокотемпературной сверхпроводимости теория БКШ оказывается бессильна. Ничего удивительного в том, что электроны в воздухе могут создать сверхпроводящий объект вообще без всякой кристаллической решётки и определяющим является не взаимодействие с решёткой, а наоборот - очень слабое взаимодействие с окружающей средой. На примере лазерной генерации можно заключить, что вообще волновые объекты имеют тенденцию к "слипанию" вокруг одной волновой функции. В случае куперовской пары, мы имеем обыкновенный волновой объект, подчиняющийся бозе статистике и, следовательно, способный к конденсации.

Рассмотрим свойства излучения, которое может так сильно взаимодействовать с электронами в атомах. Для электронов хорошо известен эффект электронного парамагнитного резонанса. В сверхсильном магнитном поле появляется возможность закачки энергии в систему на низких частотах. Например, в аналогичном эффекте ядерного магнитного резонанса, ядра начинают поглощать на обыкновенных электротехнических частотах. Конечно, нужно заметить, что магнитное поле необходимое, чтобы обеспечить поглощение электроном энергии должно быть очень большим. Откуда же в облаках могут появиться такие аномальные магнитные поля? Для этого рассмотрим хорошо известный и плохо объяснённый эффект внутрирезонаторной лазерной спектроскопии.

Уже вскоре после создания первых лазеров, было обнаружено, что если некое исследуемое вещество поместить в резонатор лазера, то сечение взаимодействия с излучением возрастает примерно в 10⁵ раз. Чувствительность внутри резонатора настолько велика, что буквально нескольких атомов примеси оказывалось достаточно, чтобы посадить моду излучения. При этом интересно, что возникала картина характерная для эффекта Комптона. По краям от тёмной полосы наблюдалось усиление интенсивности, так как будто бы фотон при взаимодействии с атомом изменил свою частоту. Как известно, фотон может изменить свою частоту при взаимодействии с атомом, только если его энергия порядка рентгеновских или гамма лучей. В лазере существует или инфракрасное или видимое излучение... Так что там, чёрт возьми происходит?

Лазерное излучение обладает свойством "стоячей волны". Скорость света есть величина постоянная, но можно предположить, что в резонаторе лазера фотоны ведут себя, так как будто бы их скорость низка - то есть эффективная скорость "стоячих" фотонов относительно молекул среды равна примерно скорости этой среды. То есть если по порядку величины скорость молекул равна скорости звука, то скорость света в резонаторе порядка скорости звука. Импульс фотона как известно обратно пропорционален скорости света, а следовательно если скорость света уменьшается в (скорость света/скорость звука) ~ 10⁵ раз, то сечение взаимодействия возрастает в 10⁵ раз, что и объясняет эффект внутрирезонаторной спектроскопии. Теперь, если частота света в резонаторе лежит, скажем в видимом диапазоне, то эффективная частота, соответствующая такому огромному импульсу, соответствует рентгеновскому излучению, что и объясняет эффект, похожий на эффект Комптона. Но нужно признать, что это только как будто скорость света равна скорости звука и поэтому там существуют как будто рентгеновские фотоны. На самом деле - никакого реального рентгена там нет, и ни один эксперимент ничего подобного не обнаружил.

Таким образом, если излучение существует в виде стоячей волны, то его эффективный импульс и частота возрастают на пять порядков. Но и этого оказывается недостаточно, чтобы достигнуть нужного уровня магнитного поля, приводящего к эффективному электронному парамагнитному резонансу. Излучение в лазере обычно лежит в узком спектральном диапазоне за исключением жидкостных лазеров, где кстати эффект внутрирезонаторной спектроскопии проявляется наиболее ясно. Само же излучение существует в виде дискретных "мод" - узких полосок, частота которых определяется физическим размером резонатора - на его длине должно уместиться целое число длин волн. Вместе с обыкновенным, непрерывным режимом работы лазера существует так называемый режим "синхронизации мод" - импульсный режим, когда все моды лазера синхронизуются в один мощнейший световой импульс. В этом режиме достигнута самая большая импульсная мощность и самый пространственно короткий световой цуг. Это связано с тем, что спектральное преобразование функции с широким частотным спектром даёт очень маленький пространственный объект. Но, и это важно - в лазере режим "синхронизации мод" и мощнейший очень компактный волновой пакет принципиально несовместимы со стоячей волной.

Для объяснения природы молнии заметим, что в результате конденсации водяных паров в воздухе возникает большое количество фотонов диапазона СВЧ. Из электродинамики известно, что в ближней зоне излучения электромагнитные волны представляют собой стоячую волну. Характерная длина, на которой волны в атмосфере обладают свойством стоячей волны проще всего оценить по диаметру канала молнии. Смотрите, что происходит. В воздухе перед грозой выполняются оба принципиальных условия - существует излучение в виде стоячей волны, которому ничто не мешает выступить в режиме "синхронизации мод" - то есть полностью когерентно. Тут находится и подходящий резонатор - это электроны в молекулах воздуха. Когерентные стоячие волны СВЧ образуют квазичастицы с очень малыми эффективными размерами, определяемыми преобразованием Фурье от всей ширины спектра излучения, при этом эти частицы обладают эффективным импульсом на пять порядков выше, чем импульс фотона СВЧ. В таких условиях излучение СВЧ вызывает эффект электронного парамагнитного резонанса и электроны высыпаются из атомов воздуха, образуя сверхпроводящий канал. Таким образом, "лидер" пробивая канал, фактически переводит электроны воздуха в сверхпроводящее квазистабильное состояние. Вспышка молнии - это выход электронов из сверхпроводящего состояния. Очевидно, если канал разрывается в двух местах, то может возникнуть более стабильный сверхпроводящий объект - шаровая молния.

Существует очень забавная аналогия между описанным механизмом взаимодействия когерентного излучения с веществом и известным социальным явлением "сталинские репрессии". Удивительная схожесть того и другого определила название этой статьи "Истинно русский нуклеосинтез". В результате развития революции 1917 года "в истинно русском духе" возникла мощнейшая стоячая волна единой идеологии, единой линии партии объединённой вокруг ленинской философии и чрезвычайно сильного культа личности Сталина. Высочайшая когерентность охватила практически всё население СССР, за исключением некоторых "неправильных" элементов. С 1921 по 1953 год по 58-й статье и соответствующим ей статьям в уголовном законодательстве других республик было осуждено 3 780 000 человек. Как потом оказалось, все эти люди были жертвами "культа личности", "репрессированными" итд. Традиционным виновником сталинских репрессий считается лично товарищ Сталин. На самом же деле - процесс, который происходил в обществе, был следствием вполне объективных процессов характерных для систем с высокой когерентностью социального излучения. В мировой истории что-то аналогичное наблюдалось в связи с деятельностью священной инквизиции, при истреблении еретиков. Так же очень драматическое отношение к инакомыслящим происходило во времена французской революции.

При наличии когерентной (все в ногу) и стоячей (железный занавес) социальной волны, сечение взаимодействия с инакомыслящими возрастает в фантастическое количество раз и переходит в самую уродливую форму, которую можно только придумать. Так, например, в результате допросов и пыток люди подтверждали, что являлись якобы иностранными агентами, засланными с целью свержения социалистического строя. Это очень напоминает тот самый эффект внутрирезонаторной спектроскопии, когда обыкновенный свет изменяет свою длину волны как будто бы это был эффект Комптона, хотя никакого такого рентгена там нет и в помине.

Нужно подчеркнуть, что данный социальный эффект является характерным именно для русского народа. Это связано с уникальной особенностью русских - особо сильными общественными связями. Это народ, который привык жить одной семьёй, как единое целое. И только это качество сыграло определяющую роль при победе над фашисткой Германием. Это качество не возникает просто так, само собой и, по моему мнению, является результатом многотысячелетней духовной эволюции. Именно поэтому я полагаю, что русские - это реинкарнация Древних Египтян.

Собственно если механизм обычной и шаровой молний таков, как я описал выше, до ядерного нуклеосинтеза остался один шаг. Если для ионизации молекул воздуха в процессе создания канала молнии требуется когерентное излучение СВЧ, то для возбуждения нуклонов ядра нужно когерентное излучение видимого диапазона или ближнего ультрафиолета. Всеми необходимыми свойствами обладает излучение тех самых огней святого Эльма или "огня Моисея". При этом, резонатором такого излучения будут служить нуклоны в ядрах атомов. В общем виде для того, чтобы получить реакцию ядерного нуклеосинтеза, необходимо создать излучение СВЧ, аналогичное тому, что возникает в атмосфере перед Грозой. Нужно добиться того, чтобы в рабочей среде (а что у нас будет рабочей средой хм...) возникло излучение типа огней святого Эльма. Для этого светового излучения резонатором будут электроны. Такое излучение должно возбудить нуклоны в ядрах. После достижения порога, начнутся реакции нуклеосинтеза.

Осталось понять, как получить это самое уникальное когерентное СВЧ излучение, чтобы в эксперименте создать шаровую молнию и огни святого Эльма. Ясно, что мазеры и клистроны здесь не помогут. Я хочу предположить, что решение приходит совершенно из другой области человеческого знания, а именно из теории адаптивных антенн. В связи с развитием лазерной локации и других проектов "звёздных войн" было проведено огромное количество математических исследований в области обращения волнового фронта и других спектральных преобразований. В традиционном световом диапазоне эти наработки почти бессмысленны, адаптивная оптика не получила широкого применения. Но если мы перейдём в область СВЧ, то с учётом наличия мощной современной компьютерной техники мы попадаем в очень благодатную сферу. Широкой, но дурной славой пользуется, например, известный проект HAARP, который находится на Аляске и также использует теорию "звёздных войн".

Можно предположить, что главной физической основой для экспериментов, должна стать матрица из микроскопических СВЧ излучателей собранных аналогично ЖК-дисплею монитора или планшета. Характеристиками независимого излучения каждого отдельного элемента управляет компьютерная плата, аналогичная видеокарте. Такая антенная матрица может служить неким аналогом линзы. Стоп, скажете вы... как же так? Длина волны СВЧ там порядка десятков сантиметров... как же можно это использовать для концентрации излучения? Тут нужно вспомнить, что в ближней зоне излучения мы имеем стоячую волну. . Для распространённого бесплатного диапазона в 433 MHz длина волны излучения равняется приблизительно 70 сантиметров и следовательно ближняя зона порядка 20-и сантиметров чего вполне достаточно. Если эффективная скорость распространения излучения равна скорости молекул среды, то по порядку величины мы получаем минимальное пятно, которое можно получить с помощью адаптивной антенны около 3-х микрон.

Сразу нужно отметить, что если есть возможность концентрировать излучение на таких малых длинах, то первым же мирным применением этой системы станет лечение раковых заболеваний. Вначале можно просканировать необходимую область человеческого тела и создать компьютерный образ включающий анализ каждой отдельной клетки, потом идентифицировать злокачественные клетки и серией направленных электромагнитных ударов ликвидировать их. Одного разрыва молекулы ДНК достаточно, чтобы клетка не прошла стадию механической самопроверки и прекратила деление. Потом такая клетка будет утилизована и выведена из организма. Воздействие на соседние клетки и механическую структуру уничтожаемой клетки при этом минимально. Очевидно, что многие сложнейшие на сегодняшний день хирургические операции, с помощью такой системы будут напоминать простые сеансы физиотерапии.

Возможно, именно такая матрица из микроскопических СВЧ излучателей может стать первым экспериментальным инструментом для того, чтобы, наконец, зажечь огонь Моисея в лабораторных условиях, создать шаровую молнию и наконец, получить управляемую реакцию нуклеосинтеза.

И тот, кто осуществит реакцию нуклеосинтеза первым, будет держать в руках весь мир!

Комментарии: 1, последний от 08/11/2012. © Copyright Шавырин Сергей (serge.shavirin@phystech.edu) Размещен: 08/11/2012, изменен: 05/02/2015. 25k. Статистика. Статья: Естествознание Не сотвори кумира Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: Что общего между механизмом нуклеосинтеза и сталинскими репрессиями. Если живые клетки могут осуществлять трансмутацию элементов, чем же люди хуже?

Шавырин Сергей : другие произведения.

Истинно русский нуклеосинтез