Реферат: И. Е. Жидкова Универсальный кооперативный

Ф.А. Гареев,
Г.Ф. Гареева,

И.Е. Жидкова

Универсальный кооперативный

резонансный принцип синхронизации
и прорывные технологии


В статье показывается, что холодная трансмутация ядер возможна в рамках современной физической теории – возбуждение и ионизация атомов и универсальная кооперативная резонансная синхронизация ответственны за это явление. Изучение этого явления требует знаний в различных областях науки. Результаты исследований могут обеспечить новыми источниками энергии, веществ и технологий, необходимыми России для перехода к устойчивому развитию.


1. Введение


Живые организмы проявляют неисчерпаемые скрытые возможности, которые не встречаются в обычной химии и физике. Биологи уже давно ввели понятия, относящиеся к поведению организма как целого и как бы противостоящие способу описания свойств неодушевленной материи (см. по этому поводу статью Нильса Бора [8]).

Частичные объяснения свойств живых организмов содержатся в работе Шредингера [3]. Он показал, что в основе всех процессов наследования лежит динамика отдельных атомов и молекул, а не статистических средних для большого количества атомов и молекул. Данный вывод чрезвычайно важен:

«Развертывание событий в жизненном цикле организма обнаруживает удивительную регулярность и упорядоченность, не имеющих себе равных среди всего, с чем мы встречаемся в неодушевленных предметах. Организм контролируется в высшей степени хорошо упорядоченной группой атомов, которая составляет только очень незначительную часть общей массы каждой клетки. Более того, на основании создавшейся у нас точки зрения на механизм мутаций мы приходим к заключению, что перемещение всего лишь немногих атомов внутри группы «управляющих атомов» зародышевой клетки достаточно для того, чтобы вызвать весьма определенное изменение наследственных признаков большого масштаба.

Найдем ли мы удивительным и совершенно естественным, что маленькая, но высокоорганизованная группа атомов способна действовать таким образом, положение одинаково остается беспрецедентным. Оно характерно только для живой материи».

Мы считаем, что Природа построена на простых принципах, одинаковых для микро- и макросистем. В статьях [9]-[13] мы привели результаты сравнительных систематических исследований многих микро- и макросистем с целью установления общих свойств в этих системах на основе универсального резонансного принципа синхронизации Гюйгенса. В этом обзоре мы представляем дальнейшее развитие нашего понимания этого принципа и проводим анализ огромного числа экспериментального материала.


^ 2. Универсальный кооперативный резонансный принцип синхронизации


Многие знают, что двое маятниковых часов, подвешенных на жесткой стене и ходивших по-разному, начинают ходить совершенно одинаково (синхронно), если их подвесить к общей подвижной балке. В данном случае синхронизация или самосогласование движения часов осуществляется посредством слабой связи между часами — едва заметных колебаний балки. Удивительно, что теория этого парадоксального эффекта синхронизации маятников, впервые качественно описанного Х. Гюйгенсом более трех сот лет тому назад [14], разработана совсем недавно (детали и примеры в макрофизике см. в монографии [15], также ссылки в ней). Ярким проявлением этого общего принципа является, например, эффект автофазировки заряженных частиц в ускорителях, открытый В.И. Векслером. Механизм эффекта автофазировки твердо установлен — это синхронизация частот движения частицы с частотами приложенного напряжения.

Можно указать ряд закономерностей, общих для динамических объектов самой разнообразной природы. Перечислим здесь некоторые основные из таких общих закономерностей [15].

^ Отсутствие порога синхронизации. Синхронизация может возникнуть при сколь угодно слабых связях между объектами, если только достаточно мало отличие соответствующих одноименных параметров объектов. Аналогичным образом захватывание возможно при сколь угодно слабом внешнем воздействии. В своеобразной форме эта закономерность проявляется и при наличии флуктуаций параметров объектов и системы связи.

^ Зависимость синхронизации от парциальных частот объектов. Наиболее существенно возможность или невозможность взаимной синхронизации автоколебательных объектов зависит от значений их парциальных частот (угловых скоростей) ωs, т.е. от частот (скоростей) при отсутствии взаимодействия. Если, например, все парциальные частоты достаточно близки или одинаковы, то простая взаимная синхронизация объектов, как правило, возможна независимо от значений прочих параметров объектов и системы связи. Вместе с тем даже при слабых взаимных связях тенденция объектов к синхронизации иногда может быть настолько сильна, что синхронизируются объекты с существенно различными парциальными частотами (угловыми скоростями).

^ Установление определенных соотношений между начальными фазами движения объектов. Синхронный режим характеризуется определенным набором значений начальных фаз движения объектов. Часто, когда при фиксированных параметрах системы возможно не одно, а несколько устойчивых (в малом) синхронных движений, отличающихся конкретными значениями начальных фаз, могут существовать и другие (не синхронные) устойчивые в малом движения. В таких случаях характер реально устанавливающегося движения определяется начальными условиями.

^ Зависимость синхронных движений от характера системы связи. Характер и число устойчивых синхронных движений системы могут существенно зависеть от числа степеней свободы и свойств системы связи. Последнее характерно для объектов с вращательными движениями. Вместе с тем известны объекты с колебательными движениями (например, маятниковые часы), синхронные движения которых слабо зависят от характера системы связи.

Универсальность явления синхронизации в макросистемах не зависит от вида взаимодействия, не зависит от природы периодически движущихся систем, отсутствует порог синхронизации и т. д., то есть синхронизация присуща движениям с близкими или же соизмеримыми частотами.

Сошлемся на забытую статью Шредингера [19], в которой он пишет: «Одного лишь следует придерживаться — того, что представляет собою неотъемлемое следствие волнового уравнения, в какой бы форме оно ни использовалось для решения той или иной задачи, а именно: что взаимодействие между микроскопическими физическими системами контролируется специфическими законами резонанса.

^ Эти законы требуют, чтобы разность двух собственных частот одной системы равнялась разности двух собственных частот другой системы:

(1)

Такое взаимодействие описывается, соответственно, как постепенное изменение амплитуд рассматриваемых четырех собственных колебаний. Уже вошло в привычку умножать обе части этого выражения на h и твердить, что первая система падает с энергетического уровня на уровень, причем энергия, равная разнице уровней, передается второй системе, позволяя ей повысить свою энергию от до.

Эта привычная интерпретация устарела. Ничто не заставляет ее придерживаться, но она служит помехой пониманию того, что происходит в действительности. Приверженцы этой интерпретации упрямо отказываются по-настоящему осознать принцип суперпозиции, который дает нам возможность предусматривать одновременные постепенные изменения любой в отдельности и всех вместе амплитуд, не избегая и существенных разрывов, если таковые имеются, например разрывного изменения частоты. Следует уточнить, что условие резонанса (1) может учитывать три взаимодействующие системы и более многочисленную группу систем. Условие может, например, приобретать вид

. (2)

Более того, можно принять, что две или большее число взаимодействующих систем рассматриваются как одна система: это дает повод переписать (1) и (2) в следующем виде:

, (1')

, (2')

т.е. условие резонанса формулируется так: в процессе взаимодействия участвующие колебания должны быть составляющими одной и той же частоты. Это не ново. Незнакомым является молчаливое допущение, что частоты АДДИТИВНЫ (выделено нами), когда две или большее число систем рассматриваются как формирующие единую систему. Это допущение представляет собой неизбежное следствие волновой механики.

К явлению резонанса могут быть сведены и многочисленные другие аналогичные случаи передачи порций энергии, например фотохимические процессы. Схема остается той же: вы можете либо взять уравнения, подобные (1) и (2), формирующие условия резонанса, либо умножить эти уравнения на и думать, что они выражают энергетический баланс для каждого одиночного микроперехода».

Напомним, что если равенства (1') и (2') умножить на постоянную Планка h, то мы приходим к величине энергии, так что аддитивность частот есть результат аддитивности энергии. Таким образом, мы приходим к очень важному выводу: в единой самосогласованной взаимодействующей волновой системе устанавливается иерархия частот — сумма всех парциальных частот есть интеграл движения. Это означает, что любое взаимодействие в волновой микроскопической иерархической системе носит резонансный характер, в результате устанавливаются самосогласованные движения различных подсистем — другими словами, соответствующие парциальные движения детерминированы, только в этом смысле мы применяем термин «детерминированность».

Рассматривая фотоэлектрический эффект, Шредингер [19] приходит к выводу: «Однако в соответствии с волновой интерпретацией, т. е. согласно общепринятым идеям де Бройля и автора этой статьи, падающая световая волна производит отклик в виде наблюдаемых цугов электронных волн повышенной частоты, выскакивающих из металла (наблюдать дебройлевскую частоту электронов то же самое, что наблюдать их скорость). Но если признавать нашу волновую интерпретацию, то зачем нужна еще вероятностная схема? Разве не становится беспочвенной сама идея о мистических внезапных скачках одиночных электронов? Для чего нужны эти скачки? Без волн обойтись нельзя, и нам ничего не стоит доказать это. Достаточно лишь поместить пробирку с кристаллической пудрой на пути электронного потока и зафиксировать интерференционное изображение того типа, что впервые было получено Г.П. Томсоном (оно может оказаться не столь красивым, как томсоновское, но и оно послужит гарантией, что волны те же)».

Вышеприведенный вывод верен и для макросистем, например, музыкальные инструменты излучают акустические волны с частотами, точно равными собственным частотам колебаний этих инструментов.


^ 3. Холодный ядерный синтез


Существует одно полузабытое направление ядерного синтеза — ядерный синтез в отсутствие высокоэнергетических воздействий. По-видимому, первое наблюдение образования гелия из водорода электрохимическим путем в нагретой капиллярной трубке палладия произошло в 1926 г. [54]. Авторы этой работы, F. Paneth и K. Peters, были химиками и не смогли преодолеть атмосферу полного отрицания и непризнания результатов своих исследований ведущими физиками того времени. Они не смогли обосновать их реальность, и эти результаты были зачислены в разряд ошибочных и забыты.

Полное затишье продолжалось 60 лет. В 1986 и 1989 гг. были опубликованы работы [55], [56], [57], [58], в которых сообщалось о наблюдении небольшой эмиссии нейтронов при механическом воздействии на кристаллы, содержащие дейтерий. В работе [55] небольшое излучение нейтронов наблюдалось при ударном разрушении монокристаллов , при пластической деформации под давлением содержащих дейтерий твердых тел [57], при изменении температуры и при фазовых переходах в конденсированных телах [58]. И физическое сообщество снова не обратило внимания на эти работы.

Ажиотажный взрыв интереса возник после того, как М. Флейшман и С. Понс на пресс-конференции 23 марта 1989 г. сообщили об обнаружении ими нового явления в науке — известного сейчас как холодный ядерный синтез при комнатной температуре [59]. Они электролитическим путем насыщали палладий дейтерием — электролиз в тяжелой воде с палладиевым катодом, при этом объявили о наблюдении выделения большого количества избыточного тепла и регистрации нейтронов и трития. В этом же году было сообщение об аналогичных результатах в работе [60].

За последнее время опубликовано более 3000 статей и предложено около 25 теоретических моделей для интерпретации полученных результатов. В этих исследованиях на дейтерированные материалы (обычно палладий или титан) оказывают энергетически слабые воздействия. В этих статьях описаны эксперименты, в которых наблюдаются изменения элементного состава вещества при таких слабых внешних воздействиях, так что по современным представлениям теоретической физики не может быть и речи о возможности ядерных реакций. Тем не менее, сообщается, что выделяется избыточное тепло, регистрируются эмиссия нейтронов, трития, гелия и элементный состав вещества меняется — эти факты подтверждают счастливчики, кому повезло. Другие не могут получить какие-либо устойчивые результаты, все плывет, малейшие изменения параметров экспериментальной установки приводят к кардинальным изменениям результатов измерений, нет повторяемости. Публиковались и опровержения результатов Флейшмана и Понса.

Поэтому считают, что ахиллесовой пятой исследований холодного ядерного синтеза является плохая воспроизводимость результатов. На сегодняшний день нет ни одной теоретической модели, способной хотя бы качественно объяснить особенности этого процесса (см. критический обзор всех известных теоретических моделей и достаточно полные ссылки на эксперименты в [61], [62], [63], [64]).


^ 4. Низкоэнергетическая трансмутация ядер


Имеются другие направление исследований без использования палладия и дейтерия, в которых сообщается о низкоэнергетической трансмутации атомных ядер химических элементов при различных внешних энергетически слабых воздействиях, при этом одни химические элементы в конденсированных средах превращаются в другие. Эти работы выполнены в основном российскими учеными, и их число неуклонно растет. Такая трансмутация ядер наблюдалась в макроскопических количествах ( ядер) при электровзрыве металлических фольг в жидких средах [65], [66], [67], [68], [69], при ультразвуковой обработке водных солевых растворов [70], при плавке циркония в вакууме электронным пучком [71], [72], [73], [74], при воздействии высокоамперными токами на свинец в мощном магнитном поле [75], [76], [77], при сонолюминесценции [78], [79], [80], [81], при облучении материалов ионами в плазме тлеющего разряда [82], [83], [84], при воздействии мощного лазерного излучения на расплав [85], при воздействии электронного пучка на мишени из твердых тел [86]. Сошлемся на опыты Б.В. Болотова [87], [88], в которых пропускаются большие импульсные токи через многокомпонентный расплав, при этом происходит превращения и выделяется энергия около 1 МэВ.

Мы хотели бы особо подчеркнуть, что, к примеру, экспериментальные установки В.А. Кривицкого [77] и Б.В. Болотова [87], [88] похожи между собой и чрезвычайно просты: импульсный источник токов выполнен на базе сварочного трансформатора плюс два электрода, размещенных в тугоплавком контейнере. С.Л. Кервран опубликовал работы [89], [90], в которых описано превращение в опытах по термопрессованию кристалла граната при давлении 5000 МПа и температуре .

Поскольку результаты исследований в области холодного синтеза и трансмутации ядер при низких энергиях остаются необъясненными в рамках современной теоретической физики, то статьи по этим вопросам публикуются в труднодоступных и малоизвестных журналах, а сами эти работы проводятся за счет энтузиазма самих исследователей фактически без бюджетного финансирования, что, безусловно, сказывается на их научном уровне. Представление об этих работах можно получить в Материалах 1-13-й конференций по холодной трансмутации ядер химических элементов и в Proceedings of the 1-13th International Conference on Cold Fusion.

Сейчас появились очень интересные публикации [91,92,93], в которых содержатся ссылки на работы по трансмутации ядер при малых энергиях, которые были неизвестны нам. В них содержится уникально ценный материал, и ниже приводятся ссылки на оригинальные работы в том виде, в каком они приведены в [91]. В этих работах в качестве внешних возмущений используются электромагнитные воздействия: в работе [85] – мощное лазерное излучение, в работах [94], [95], [96] – проводят электрический разряд в магнитных и электрических полях, в работах [97], [98], [99] – используются мощные наносекундные электромагнитные импульсы и в работах [100], [101] – большие импульсные токи.

Интересно посмотреть на историю трансмутации ядер за 1900-1930 гг., когда представления о микромире были еще в зачаточном состоянии, и запретов на публикации экспериментальных работ по соображениям нарушения принципов ядерной физики не было, поскольку еще не было самой ядерной физики.

Почти во всех этих работах мощный электрический разряд (иногда эманации радия) пропускался через расплав вещества, или через раствор, или через пары вещества. Создание квантовой теории и осознание огромной разницы () в энергетических масштабах ядерной энергии и энергии электрического разряда привели сперва к прекращению публикаций результатов подобных исследований, а затем и самих исследований [102].

Опубликованные экспериментальные данные имеют много общего, несмотря на то, что были использованы различные внешние воздействия для индуцирования низкоэнергетической трансмутации. Эти эксперименты, если даже предполагать, что не содержат ошибок, не нашли даже качественного общепринятого объяснения. Если в них поверить, то можно говорить о том, что они сопровождаются:

холодной трансмутацией химических элементов в макроколичествах;

излучением неизвестной физической природы;

переходом радиоактивных атомных ядер в стабильные;

синтезом стабильных изотопов как легких, так и тяжелых ядер;

выделением избыточной тепловой энергии;

получением большего количества дополнительного электрического тока по сравнению с тем, что должны были бы давать внешние источники питания установки;

воздействием на живую материю.

Накопленный экспериментальный материал, если предполагать отсутствие ошибок, позволяет сделать предварительную систематику наблюдаемых явлений и определить основные их характеристики, а именно:

1. Процессы, сопровождающие холодную трансмутацию ядер, не радиоактивны, включая конечные продукты реакций.

2. Явления пороговые.

3. Отчетливо виден резонансный характер известных физических параметров.

4.Явление ограничено «сверху» по энергетике процесса, другими словами, имеются некоторые критические значения физически наблюдаемых величин (тепла, величины тока, массы взаимодействующих атомных ядер).

Количественный анализ экспериментальных данных по холодной трансмутации ядер позволяет утверждать, что это явление пока не нашло общепринятого объяснения с позиции современного понимания закономерностей микромира. Трансмутация ядер при низких энергиях отличается от обычных ядерных реакций тем, что [103]:

1. Процесс холодной ядерной трансмутации происходит при небольших энергиях (меньше чем 10 Кэв на один синтезированный атом).

2. Отсутствуют свободные нейтроны.

3. Отсутствует остаточная радиоактивность, т.е. не синтезируются нестабильные изотопы.

Авторы работы [103] пишут:

«Обратим внимание на тщательно проверенный факт отсутствия остаточной радиоактивности, то есть отсутствие возбужденных и нестабильных изотопов. Если предположить, что при трансформации происходят столкновения ядер, приводящие к ядерным реакциям, то сталкивающиеся ядра должны обладать достаточной для преодоления кулоновского барьера энергией, и, следовательно, полученные ядра должны образовываться в возбужденном состоянии. Так как в эксперименте не наблюдается остаточной радиоактивности, то это показывает, что трансформация не является совокупностью случайных межъядерных актов».

В работе [104] выдвигали в качестве рабочей гипотезы следующее: внешние воздействия вызывают ионизацию атомов, в результате чего атомы теряют часть своих электронов и далее уже возможен - распад на связанные состояния, так что открываются каналы низкоэнергетических превращений ядер, обусловленные слабым взаимодействием. Ионизация атомов и - распад на связанные состояния являются резонансными процессами по самому определению, так что сечения таких многоступенчатых процессов будут усилены резонансной синхронизацией [105], тем самым весь процесс приобретает когерентный, коллективный характер (заметим, что если атомы, излучающие электроны, образуют молекулы или входят в состав кристалла, то эти электроны из-за взаимодействия с близлежащими атомами образуют стоячие волны. Это приводит к осцилляциям в энергии испущенных электронов, периоды которых определяются межатомными расстояниями — резонанс формы [53]).


^ 5. Управление ядерными процессами при низких энергиях


Многие физики, работающие в ядерной физике, уверены в том, что ядерные взаимодействия полностью независимы от окружения, например, от электронов атомов. Эта уверенность основана на кажущемся убедительным утверждении, что энергии, проявляющиеся в ядерных реакциях, гораздо больше энергий химической связи атомов с характерными энергиями колебаний решетки твердого тела. Действительно, характерные энергии в ядрах эВ, в атомах эВ и в твердых телах эВ, а соответствующие масштабы расстояний см, см и см. Так что свойства ядер (за исключением массы и моментов основного состояния ядер) не имеют практически никакого значения для химика или физика, изучающего твердое тело.

Вышеприведенные аргументы казались убедительными до открытия излучения без отдачи и резонансного поглощения - лучей ядрами в твердых телах – эффект Р.Л. Мессбауэра [106]. Этот эффект может наблюдаться в том случае, когда импульс отдачи - кванта воспринимается макроскопическим кристаллом как единое целое. Это возможно для - квантов малых энергий, если излучающие и поглощающие ядра находятся в кристаллической решетке с достаточно сильной связью. При выполнении этих условий как в спектрах поглощения, так и в спектрах испускания присутствуют узкие линии при одной и той же энергии, что соответствует нулевой энергии отдачи. Ширины этих линий близки по величине к естественной ширине возбужденного уровня. Важно заметить, что величиной резонансного поглощения ^ МОЖНО УПРАВЛЯТЬ, если внедрять атомы источника или поглотителя в соответствующие кристаллические решетки. Действительно, иногда открываются явления, связывающие различные области науки и вносящие вклад в каждую из них или даже в другие области науки. В начале область применения эффекта Мессбауэра включала только ядерную физику низких энергий и динамику кристаллической решетки, а сейчас расширилась, охватив теорию относительности, металлургию, химию, биофизику, археологию и т.д.

Ядра могут возбуждаться электронными переходами в процессе ионизации внутренних оболочек атомов, если близки энергии переходов одинаковой мультипольности в ядре и электронной оболочке [107]. При этом не надо точно знать энергии ядерных и атомных переходов, лазер или другие внешние воздействия настраиваются на ядерную и атомную частоты из-за эффекта захватывания частот. Эти условия могут выполняться для состояний тяжелых ядер, для изомерных состояний ядер с малыми энергиями возбуждения, в водородоподобных ионах атомов, в которых сверхтонкое расщепление близко к энергии изомера. И в таких случаях должны наблюдаться электрон-ядерный резонансы. Карпешин Ф.Ф. [108] приходит к выводу, что в водородоподобных ионах атома электрон-ядерный резонанс может привести к ускорению переходов из изомерного состояния в основное в раз.

Вклад дискретного спектра в вероятность - распада ионизированного атома (т. е. в процессы типа был изучен экспериментально в целом ряде работ [109] – [114]. При этом эффект наблюдался даже в случае слабо ионизированных (однократно ионизированных) атомов. Величина эффекта оказалась необычайно большой. Например, согласно данным работ [113,114], период полураспада материнских ядер при распаде рения в осмий , составляющие в нейтральных атомах лет, в полностью ионизированном состоянии атомов составляют лет. Таким образом, ионизация нейтрального атома рения приводит к сокращению периода полураспада на 9 порядков. Самое главное состоит в том, что этот эффект обнаружен в прямом эксперименте!

Мы доказали [124], что движения электрона и протона в атоме водорода в основном состоянии происходят с одинаковой частотой, следовательно, их движения синхронизованы. Кооперация движений нуклонов в ядрах и электронов в атомах представляет до сих пор открытую проблему. Мы сформулируем простую рабочую гипотезу:

Ядерные и соответствующие атомные процессы должны рассматриваться как полностью детерминированный единый процесс. Нуклоны в ядрах и электроны в атомах формируют открытую неразделимую целостную систему, где все частоты и фазы движений нуклонов и электронов координированы согласно универсальному кооперативному резонансному принципу синхронизации.

Эта гипотеза может быть проверена исследованием масс покоя атомов и ядер, а также их разницы. Мы провели такое исследование [125]. Разницы масс покоя атомов и ядер в бета-распаде и захвате электронов и в - распаде квантованы (в ). Экспериментальные значения масс взяты из работы P. Moller, et. all., http://t2.lanl.gov/data/astro/molnix96/massd.html.

(4)

Точность этой формулы (до 6-7 значащих цифр) может быть увеличена до 9-10 значащих цифр [126], если мы будем исследовать не разницы масс атомов и ядер, а их полные массы для всех известных атомов и ядер (их всего 3177)


(5)

Общепризнанным критерием достоверности гипотезы является соответствие имеющихся совокупности экспериментально данных и вычисляемых результатов на основе рабочей гипотезы. Формулы (4) и (5) описывают все доступные нам экспериментальные данные и их комбинации (суммарно более 10000) с точностью ошибок измерений, и этим утверждением можно было бы успокоиться. Однако проведем статистическую проверку, не являются ли полученные результаты случайными.

Если предположить, что совпадение 10000 экспериментальных данных и результатов вычислений по формулам (4) и (5) является случайным, то вероятность этого события равна:

. (6)

Мы предположили, что вероятности случайного совпадения для каждого вычисления равны . Пусть =0.999, 0.99, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6 ,0.5, тогда полная вероятность случайного совпадения всех вычислений для разных значений p равна





. (7)

Из этой оценки следует, что феноменологическую формулу (5) квантования масс покоя атомов и ядер следует считать доказанной.

Условия резонанса (2) есть следствие закона сохранения энергии, и эти условия можно переписать в следующем виде

(8)

где - целочисленная матрица и =1,2,3,... - число линейно-независимых соотношений. Соотношения (8) означают, что

(9)

Кооперативные резонансно-синхронизированные процессы встречаются в открытых системах, когда резонансные условия (8) выполняются для всех нуклонов в ядрах, электронов в атомах, конденсированных средах и окружения. В этом случае пороговая энергия может быть снижена значительно за счет внутренней энергии всей системы.

Это фундаментальное свойство ядер, атомов, ... позволяет управлять ядерными процессами при низких энергиях слабыми внешними полями, что подтверждено многочисленными экспериментальными данными.


^ 6. Производство энергии и экологический баланс


В последнее время много пишут на страницах ведущих физических журналов (см., например, [139,140,141,142] и ссылки в них) о проблемах производства энергии и экологического баланса планеты. Хотя более 86% от полной используемой человечеством энергии производится при сжигании полезных ископаемых — угля, нефти, природного газа и др., тем не менее, единственным кандидатом для базовой энергетики в будущем считается ядерная энергия.

Сжигание полезных ископаемых приводит к ежегодным выбросам углерода в виде углекислого газа в атмосферу 5.5 Гт, из них только 2.2 Гт перерабатывается естественной системой управления биосферы. Около 3.3 Гт накапливается в виде углекислого газа, который может сохраниться в атмосфере течение многих сотен лет, что привело к увеличению концентрации углекислого газа на 30% в последние 200 лет. Результат известен — парниковый эффект.

Единственный кандидат для базовый энергетики — ядерная энергия основана на энергии деления тяжелых ядер

Ядерные технологии хорошо разработаны, и если бы не было радиоактивных отходов, опасности серьезных аварий и угрозы возможного применения этих технологий и ядерных материалов для производства ядерного оружия, то ядерная энергетика была бы идеальным решением проблем. При этом не выделяются газы, ответственные за парниковый эффект, нет химических загрязнителей — окислы азота, серы,... и выделяется меньше радиоактивных элементов, чем угольными станциями (продукты сгорания угля содержат уран и торий).

К настоящему моменту накоплено более 100000 тонн не переработанного ядерного топлива, в мире ежегодно из реакторов разных типов выгружается еще 10000 тонн. Основным методом утилизации радиоактивных отходов являются хранилища – могильники, сейчас они близки к заполнению. Более того, радиоактивные отходы будут радиоактивны в течение последующих 10-100 тысяч лет, будут накапливаться непрерывно. И еще, до сих пор ни один атомный реактор не демонтирован и никто не знает, как это сделать. Действительно [140]:

Ядерная энергетика является областью, в которой серьезных фундаментальных научно-исследовательских работ не велось с конца 1950-х гг., когда первые гражданские атомные электростанции были введены в эксплуатацию.

Это действительно так. Вспомним, что Л. Мейтнер и О. Фриш [143] обнаружили выделение огромного количества энергии (около МэВ) при делении. При делении происходит испускание нескольких нейтронов, в результате может установиться самоподдерживающаяся цепная реакция деления, что и является источником энергии в современных атомных электростанциях. Обычно используются ядра урана и плутония , для этих ядер порог вынужденного деления примерно совпадает с энергией связи нейтрона, т. е. при малой кинетической энергии налетающих нейтронов. Напомним, что периоды полураспада ядер и из основного состояния путем спонтанного деления равны [144] и лет, соответственно. При вынужденном делении поглощением нейтронов периоды полураспада уменьшаются до миллионные доли секунды, т. е. на несколько десятков по порядку. Другими словами, поглощение нейтронов ядрами служит как бы спусковым крючком для запуска канала деления: в данном случае нейтрон с малой кинетической энергией в несколько эв играет роль катализатора, ускоряя скорость деления так, что начинается цепная реакция деления ядра с выделением энергии 200 МэВ. Итак, отношение выделяемой энергии к энергии воздействия равно !


7. Выводы


Можно предположить, что резонансная синхронизация усиливает слабые и электромагнитные процессы до такой степени, что холодная трансмутация ядер может стать принципиально возможной. Резонансное усиление скоростей трансмутации ядер зависит только от частот внешних воздействий, но не зависит от их природы.

В последнее время проведен ряд экспериментов по взаимодействию ультрабыстрых лазерных импульсов с большими кластерами, содержащих атомов. Взаимодействие кластерной мишени с лазерным импульсом приводит к вылету ионов с энергиями, быстро растущими с ростом размеров кластеров мишени.

Энергетически слабые внешние воздействия могут служить спусковым ключом для открывания запрещенных процессов или для усиления незапрещенных, например, при воздействии лазера на фотоделение [154] усиление вероятности деления может быть 3-4 порядка, -распад ядра на связанное состояние атома может быть усилен ионизацией на 9 порядков, усиление спонтанного деления с изомерного состояния ядер по сравнению с основного может достичь 20-29 порядков! Здесь мы столкнулись с открытыми сложными системами, через которые могут протекать большие потоки энергии. В таких открытых системах малые воздействия могут приводить к существенным последствиям [155,156], в живых системах усиление слабых сигналов является основой выживания в условиях с неравновесной средой окружения.

Мы знаем, что сейчас ведутся интенсивные исследования по холодному синтезу и холодной трансмутации — основная цель таких исследований: получение экологически чистой энергии, утилизация радиоактивных и ядовитых отходов, получение новых химических элементов и новые технологии. Число публикаций на эту тему огромно, журнал Infinite Energy оценивает их число как , многие публикации уже доступны.

Детальный анализ доступных нам работ приводит нас к выводу: явление холодного синтеза и холодной трансмутации ядер действительно существует. Невостребованность и отторжение этого явления физическим сообществом есть результат того, что само явление было открыто еще химиками 1925-1926 гг., переоткрыто в 1989 г. опять же химиками (вспомним историю открытия немецким врачом Ю.Р. Майер основного закона физики — закона сохранения и превращения энергии, за что благодарные профессора физики посадили Ю.Р. Майер в желтый дом со строгим режимом содержания). Добавим сюда плохую воспроизводимость результатов экспериментов.

Недавно мы узнали, что еще в 1991 г. в США под эгидой военно-морских сил была сформулирована программа исследований по холодному слиянию ядер и результаты исследований по этой программе были опубликованы в 2002–2003 гг. [158,159]. Руководитель этой программы Ф.Е. Гордон (Dr. Frank E. Cordon, Head, Navigation and Applied Sciences Department Space and Naval Warfare Systems Center, San Diego), подводя итоги десятилетних исследований по этой программе, писал [158]:

We do not known if Cold Fusion will be the answer to future energy needs, but we do know the existence of Cold Fusion phenomenon through repeated observations by scientist throughout the world. It is time that this phenomenon be investigated so that can reap whatever benefits accrue from additional scientific understanding. It is time for government funding organizations to invest in this research.

Понадобилось более 80 лет для признания самого факта существования холодного слияния ядер ( – экзотермическая реакция, которую впервые наблюдали химики Ф. Панет и К. Петерс [54] в 1926 г.). Сейчас начинают появляться публикации, в которых предсказывается научная революция на основе холодного слияния и трансмутации ядер1. Ясно, что положительные результаты во многих лабораториях по холодному слиянию и трансмутации ядер игнорировать далее нельзя только на основании непонимания механизма таких процессов. Понимание этого явления потребует синтеза знаний из многих областей естествознания: ядерной физики, атомной физики, физики конденсированных сред и твердого тела, химии, физико-химических процессов при низких энергиях внешних воздействий,..., плюс единое описание микро- и макросистем.

И, наконец, мы должны учесть катастрофическое положение в экологии, сырьевых ресурсах, энергообеспечении, медицине, сельском хозяйстве и т. д., обусловленное кризисом в науке2, и поэтому логично тщательно исследовать любые сумасшедшие идеи и проекты, ибо в них может быть зарыто желаемое решение соответствующих проблем. Напомним еще раз, ошибочная гипотеза А. Пуанкаре привела А. Беккереля к открытию фундаментального явления радиоактивности. В 1903 г. П. Кюри не понимал нагревание радия без внешнего воздействия, в 1911 г. Х.К. Оннес не смог объяснить природу сверхпроводимости, тем не менее, им была присуждена Нобелевская премия.


^ 8. Прорывные технологии


В последние 18 лет на международных и российских конференциях (это — 1-13th International Conferences On Cold Fusion, 1-13 российские конференции по холодной трансмутации ядер химических элементов, ежегодные конференции Физического и Химического обществ США, конференции по энергетике, технологиям и военным разработкам) интенсивно обсуждаются эксперименты по наблюдению низкоэнергетической трансмутации атомных ядер химичес