Продольная асимметрия

[bykovscy]

Тема вынесена на Форум: «Инновационные проекты для наукограда в Сколково», полный текст высказанного предложения здесь http://www.medvedev-da.ru/forum.php?...ID=42&TID=3516
Кто помнит физику?
«Для развития и реализации программы «Нанотехнологии» было бы крайне полезно провести следующий эксперимент.
Необходим ускоритель частиц с перпендикулярным сведением пучков (в общем случае варьируемый угол в пределах 0 -180). Физически такой прибор это несколько усложненный электронный микроскоп с мишенью в виде второго пучка частиц. Электронные микроскопы стоят до 300 000$, здесь речь идет о необходимости некоторого изменения конструкции и проведении направленных исследований, что потребует несколько больших затрат. Но в итоге позволит, не только прояснить многие моменты физики частиц, но и создать новый инструмент с высокими разрешающими возможностями. Параметры проекта 1.5 – 2 года работы и бюджет 3-6 миллионов долларов.
Принципиальная схема опыта проста: перпендикулярное сведение пучков электронов, протонов, гамма квантов с варьируемыми углами сведения пучков частиц. Энергия частиц, от нескольких долей электрон вольт до нескольких тысяч, максимально 50 КэВ. Энергия в пределах стандартного ЭМ.
При использовании предлагаемой схемы, есть возможность проверить многие возникшие в последнее время идеи, в области квантовой химии, причем метод изучения и оборудование ненамного превысят сложность и стоимость эксплуатации стандартно выпускаемых РЭМ (Растровый Электронный Микроскоп).
В общем, осуществление проекта по силам любой лаборатории ФИАН или профильному производству ВПК.
О физической сути эксперимента.
Обычных ускорителей со встречным сведением пучков в данное время, построено несколько десятков, апофеозом которых является знаменитый БАК. Но не смотря на их многочисленность, все существующие ускорители работают только со встречными пучками. Уже одно это оправдывает идею перпендикулярного ускорителя.
На первый взгляд, сведение пучков перпендикулярно или под различными острыми и тупыми углами, не кажется разумным. Поскольку, при таком способе сведения пучков теряется часть или даже большая часть энергии.
Но, энергия в нашем случае не самое главное, при данной схеме важна не энергия, а прецизионная калибровка частиц на предварительном этапе и последующий статистический анализ.
В обсуждаемом опыте иные плюсы и их множество. Не являясь физиком теоретиком, но имея достаточный опыт работы инженера-наладчика, могу заявить.
Мой опыт говорит - для дальнейшего развития физики, химии, и областей связанных с нанотехнологиями, насущно необходимо экспериментальным путем, точно найти истинную конфигурацию электрических полей свободных электронов.
Что касается традиционных схем ускорителей, то здесь проявился эффект Хоторна - сверхожидания от запланированного - чрезмерная вера в надежно апробированную методику.
Обратим внимание, согласно самым общим законам: причинность, энтропия, законы сохранения - ускорение частиц в поле, просто обязано быть связано с появлением продольной асимметрии в структуре частиц. Последнее и необходимо проверить экспериментально, а заодно и многое другое. Поскольку всякий неординарный «ненормальный» эксперимент, приносит много такого, что даже не обсуждалось при его планировании. И данный эксперимент стоит гораздо дешевле, чем споры и рассуждения о его целесообразности. Ясность стоит денег, к тому же в темных углах, всегда прячется что-нибудь такое, что делает оправданным пошарить в темноте. А не понравиться изделие самим, на такую штуковину всегда можно найти покупателя.
Техническая реализация.
Необходимость создания высокой плотности (концентрации) частиц в точке пересечения пучков для профильного предприятия не представляется сложной задачей, так как может быть решена стандартными методами фокусировки.
Рассеянные частицы попадают на два экрана: два пересекающихся луча - два экрана. Наличие или отсутствие асимметрии проверяется методами статистического анализа. С технической и методологической точки зрения опыт вполне осуществим и даже не сложен.
Физическая сущность явления.
Под продольной асимметрией, подразумевается изменение конфигурации кулоновского поля заряженных частиц, как реакция на действие градиента поля. СТО, как известно, также указывает на похожую по смыслу асимметрию - сокращение продольных размеров релятивистских частиц.
Здесь подразумевается несколько иное - не сокращение, а «сжатие». Но за такие деньги можно проверить обе идеи… Так же возможно появление неких гармоник, связанных с несимметричным перераспределением плотности кулоновского поля, как продолжение квантовой механики. Но различие трактовки физической сути асимметрии не отменяет необходимости ее проверки экспериментальным образом.
Частица реагирует на внешнее поле индукцией и инерцией, а в микромире это вполне может быть связано с изменением конфигурации кулоновского поля. И здесь интересны обе версии - асимметрия частиц после ускорения при движении по инерции, и асимметрия в процессе ускорения, последнее есть эффект Унру.
В случае встречных пучков, обнаружение продольной асимметрии частиц, технически невозможно, при любой, даже многократно большей энергии. А поскольку на традиционных ускорителях пучки сводятся только строго параллельно и только навстречу, то при такой схеме даже случайно возникшие аномалии не могут создать никакой статистики.
Тогда как для большинства областей техники имеют значения напряжения, не миллиарды, а сотые и тысячные доли вольта.
Некоторые технические аспекты.
Обратим внимание, оба пучка, сканирующий и луч мишени - в случае пересечения под острым углом однонаправлено (вдогон) будут иметь равную собственную энергию, при небольшой разнице относительной скорости (калибровка скорости подобно сопротивлению электрического моста). Отсюда пучки электронов луча мишени и сканирующий лу, могут иметь энергию 50эВ или 50КэВ, но относительную энергию действия одной частицы на другую только один 1эВ или даже только доли эВ.
Поэтому рассеяние частиц при самых малых скоростях создаёт совершенно новые возможности и даст такие же неожиданные результаты. Собственно речь идет о естественном развитии растровых электронных микроскопов в область микромира.
Опять же, в данной концепции, речь идет не о простой замене «мишени» в электронном микроскопе, а совмещении квантовой статистики с иным базисом данных. Собственно, отсутствие данного метода, и есть причина, отсутствия каких-либо результатов в данном вопросе в наше время, несмотря на то, что существующие ускорители достигли энергии мега величины.
Напомним, как и в случае с опытом на двух щелях: пока эксперимент не поставлен, никто в принципе не может предвидеть результата. Так же и здесь - наличие «асимметричного результата» рационально просто проверить техническими средствами. Хотя бы потому, что подобный эксперимент никем не проводился, и данная область явлений никем не изучалась, а между миром квантомеханических явлений и макромиром должен быть некий мостик - сохраняющий преемственность законов природы. И через этот «мостик» можно пройти в мир новых технологий, которые принято отождествлять с приставкой нано.
Атомные орбитали.
Исходя из соображений все тех же самых общих законов физики, частицы в свободном состоянии, вне атома, обязательно должны иметь некие протоструктуры, ответственные за состояние атомных орбиталей частиц в составе атома (s,p,d,f,g…). Атомные орбитали, как свойство атома, не могут возникать из ничего - без соответствующей фундаментальной организации полевой формы материи на уровне протоструктуры частиц.
Учитывая энергию квантовых переходов в атоме водорода - порядка от мили вольт до десятков электрон вольт, то для луча мишени наиболее перспективной можно считать энергию: 0-100эВ.
И в пределах этой энергии ожидается изменение конфигурации плотности электрического поля частиц, ответственные за состояния орбиталей.
Поэтому с самого начала, имеет смысл, заложить в конструкцию обсуждаемого «перпендикулярного» ускорителя, возможность изменения энергии и угла сведения пучков. По сути, комнатный ускоритель, есть все тот же «карандаш» в руках советского космонавта, вместо шариковой ручки в руках астронавта. 1 рубль против миллиона долларов при несоизмеримо большей эффективности.
Преимущество двух экранов.
Поскольку данный прибор, не имеет камеры Вильсона или глубокой фотоэмульсии, то для фиксации результата рассеяния, необходимо иметь просто два экрана и прецизионно точно контролировать начальные параметры частиц. Известная начальная энергия и угол отклонения частицы, при последующей компьютерной обработке каждого акта рассеяния, в сумме точно покажут реальную объемную графику кулоновского поля частицы (эмерджентность). Эмерджентность возникает именно в виду программного перевода регистрируемых мест попадания частиц в угол отклонения и отсюда появления возможности «рисовать» графику кулоновского поля частиц.
Имеется в виду, что при изменении энергии в пределах 0 - 100эВ, здесь должны проявиться аномалии связанные с квантовыми состояниями микромира частиц, в своей совокупности определяющие орбитали и другие квантовые числа, а дальнейшее возрастание энергии частиц приведет к изучению природы ядерных сил и явлений связанных с ХЯС (ядерная трансмутация).
Еще и еще раз подчеркнем, опыт крайне полезен при всем диапазоне энергий, но все же наиболее интересна энергия от нуля до ста электрон вольт, как касающееся всех областей химии и биологии.

Опыты и явления - относящиеся к обсуждаемому эксперименту:
Двухщелевая интерференция (природа явления).
Эффект Мессбауэра. Куперовские пары.
Эффект предшествования-задержки (эффект Хааса).
Квантовая телепортация (эффект Хатчисона, проверить фантастика или реальность - а вдруг...).
Квантовая декогерентизация (твердотельные квантовые компьютеры на ядерных спинах - а почему нет??).
Эффект Холла
Эффект Рамзауэра, аномальное рассеяния медленных электронов нейтральными атомами . Экспериментально подтверждение волновой природы электрона.
Эффект Джозефсона - явление протекания сверхпроводящего тока через тонкий слой диэлектрика.
Эффект аномального пропускания X. Бормана.
Эффект Ааронова – Бома, Эффект Казимира.
Рассеяния атомов при малых скоростях.
Рассеяния атомов при малых относительных скоростях представляет большой интерес, поскольку в этом случае заметно проявляются волновые квантовомеханические свойства частиц. До последнего времени в экспериментах с ультрахолодными атомами не удавалось точно контролировать скорости атомов до рассеяния, потому что величины скоростей у охлажденной группы атомов обычно имели большой разброс. Новые эксперименты, выполненные в университете Yale, позволили решить эту проблему. Два облака атомов цезия, охлажденных до температуры 1К, подбрасывались на высоту в несколько сантиметров и изучалось их взаимодействие вблизи верхней точки траектории. По задержке в достижении верхней точки определялись относительные скорости. Скорости атомов до и после рассеяния контролировались с помощью лазерной техники. В верхней точке траектории атомы взаимодействовали в течение достаточно длительного времени без постороннего воздействия, неизбежного в магнитных или лазерных ловушках. Наблюдались s и p волны рассеяния и интерференция между ними. Была найдена относительная энергия, при которой происходило взаимное гашение s волн, и облака атомов проходили друг сквозь друга без рассеяния. Данная методика может оказаться полезной для создания сверхточных атомных часов.
Взято: http://ufn.ru/ru/news/1999/2/
Источник: http://publish.aps.org/FOCUS/
Комментарий к опыту с медленными частицами:
При всех достоинствах, тем не менее, здесь отсутствует возможность плавного изменения скорости частиц и регистрируемая статистика, по крайней мере, в обсуждаемом выше виде - двух пучков и двух экранов.»

[Слартибартфаст]

Двухщелевая интерференция - это круто. Но сиськи и чипсы круче!

[Ушедший]

Вы предлагаете, что бы участники этого форума профинансировали ваш проект? Помоемому вы ошиблись форумом. Вам немного левее и выше

[Слартибартфаст]

Профессор, купите журналы в пользу голодающих детей Германии! По полтинику за штуку!

[Слартибартфаст]

С чего Вы взяли, что протон трёхмерный?

[Ушедший]

Сообщение от Слартибартфаст

С чего Вы взяли, что протон трёхмерный?

Судя по вашему умудреному виду на заставке, вы что то упустили в этой жизни...
МЫ ЖИВЕМ В ТРЕХМЕРНОМ МИРЕ!!! (Если не учитывать поток ВРЕМЕНИ...хотя хто знает, что это такое). Однако некоторые безумцы утверждают, что наша реальность, есть одно из проявлений БОЛЬШЕЙ МНОГОМЕРНОСТИ.
Но за три измерения... я готов поб... поклятся . Сегодня сам рулеткой мерял объем

[Слартибартфаст]

Сообщение от Ушедший

Судя по вашему умудреному виду на заставке, вы что то упустили в этой жизни...
МЫ ЖИВЕМ В ТРЕХМЕРНОМ МИРЕ!!! (Если не учитывать поток ВРЕМЕНИ...хотя хто знает, что это такое). Однако некоторые безумцы утверждают, что наша реальность, есть одно из проявлений БОЛЬШЕЙ МНОГОМЕРНОСТИ.
Но за три измерения... я готов поб... поклятся . Сегодня сам рулеткой мерял объем

Ну вот и попробуйте своей рулеткой объём пртона померять, а потом уже делайте умозаключения о том, кто что в жизни упустил. Судя по тому, что Вам не знаком человек с моего аватара, Вы точно что-то упустили в жизни

[Ушедший]

Почему ж не знаком... видел в каких то фильмах. И ОТДАЮ СЕБЕ ОТЧЕТ, что он точно не вы . А в жизни я упустил действительно много, уж до того она многообразна .
Насчет измерения объема протона рулеткой... в годы учебы и последующей работы на физ-техе четко уяснил, рулетки бывают разные.

[thirtyseconds]

"в каких то фильмах"... Потрясающая неосведомленность. Просто руки опускаются.

[Ушедший]

Вы знаете, у кого то Чаплин любимый артист, у кого то Нона Мордюкова... а у кого то... как их там, из новых сериалов. Я не киноман, да и форум тут вроде бы на другие темы

ЗЫ Меня умиляет, когда в личных даных фото артистов. Это, конечно, еще не диагноз, но уже не дет.сад .
А еще не люблю, когда на форуме просто приходят пофлудеть на любые темы в любых разделах. На фоне таких даже Ущенко В. - агнец божий.