Юный техник, 2007 № 02 - Журнал «Юный техник»

После эксперимента в воде появились еще и Li, Be,С, Мп, Ni, V, Sn, Zn, Al, Cu, Ti, P, S, Bi, Se, Pb, Те, а масса примесей достигла 32 г, то есть возросла почти в 5 тысяч раз.

1, 5 — рабочие электроды; 2 — импульсные пусковые электроды; 3 — плазменный разряд; 4 — катушка Крукса.

В 1984 году, после многократных проверок авторитетнейшими лабораториями СССР, стало ясно, что в устройстве происходит то, что алхимики назвали некогда трансмутацией — превращением одних элементов в другие.

Устройство, в котором происходят все эти процессы, магнитогорские ученые называют «ядерным реактором». Но он не имеет ничего общего с теми реакторами, что применяются на атомных электростанциях. В нем нет ни миллиграмма урана или плутония, а потому не вырабатываются радиоактивные вещества и не возникают вредные излучения.

Отметим, что мы давно следим за развитием этой работы. Еще в 2000 году журнал впервые рассказал про необычное изобретение, запатентованное в нашей стране под названием «Способ получения элементов и устройство для его осуществления по патенту G21G 1/00, Р 1/24 2096846 C1», авторы Вачаев А.В., Иванов Н.И., Иванов А.П. и Павлова Г.А. (см. «ЮТ» № 10 за 2000 г.).

В общих чертах устройство представляет собою диэлектрическую трубу с обмоткой снаружи. В трубе расположены два рабочих электрода — медные трубки диаметром 10…50 мм. Поперек трубы установлены импульсные пусковые электроды. Наружная обмотка выполнена по принципу катушки Брукса с максимальной концентрацией витков в середине.

Устройство работает так. В реактор подают жидкость, например, воду. К обмотке подводят постоянный ток. К трубчатым электродам — напряжение от сети. Затем производят разряд конденсатора через пусковые электроды.

Разряд этот распределяется как слабо светящая пленка толщиной 10…50 мкм. Но плотность тока в области его сужения может достигать десятков тысяч ампер на квадратный мм, и это в тысячи раз больше, чем в обычных металлических проводниках. Несмотря на это, проходящая через реактор вода не закипает, а его работа даже не сопровождается шумом.

По мнению авторов, в узкой части разряда происходит отрыв электронов от ядер содержащегося в воде кислорода. Ядра разваливаются, но не как попало, а на устойчивые фрагменты. Самые мелкие из них — дейтоны — представляют собою «слипшуюся» пару протон-нейтрон. Пройдя «горячую» зону, дейтоны снова соединяются в атомы, но уже других элементов. Два атома кислорода могут, объединившись, стать, например, атомом кремния, гелия, или атомом фосфора, кислорода, алюминия… Вариантов много. В одних энергия поглощается, в других возникает ее избыток.

Реактор Вачаева — Иванова можно отрегулировать либо на получение новых элементов при минимальном количестве избыточной энергии, либо на получение энергии при минимальном количестве новых элементов. Ученые пропускали через реактор обычную речную воду и почти без затрат энергии получали из нее десятки новых химических элементов. Еще больший эффект наблюдался при обработке стоков промышленных предприятий и металлургических комбинатов. Таким образом, любое месторождение, дававшее прежде только железо, да и вообще чуть ли не любой ручей может стать месторождением полиметаллических руд.

А вполне возможно, что со временем реакторы Вачаева — Иванова будут согревать и освещать обычные сельские дома. Знай лишь подливай воду.

А. ИЛЬИН

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Повелители радуги

Ученым удалось обнаружить «невиданное физическое явление», уверяет серьезный научный журнал Physical Review Letters. И добавляет следующие подробности.

Известный специалист в области кристаллографии Джон Джоаннопулос из Массачусетского технологического института, а также его коллеги Зван Рид и Марин Солджачич проводили эксперименты, пропуская ударные волны через так называемый фотонный кристалл. Такой материал состоит из нескольких слоев, каждый из которых по-разному пропускает свет. Слои можно использовать для того, чтобы отражать излучения только определенных частот, позволяя свету другой частоты проникать сквозь кристалл.

С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что если по такому кристаллу ударить определенным образом или возбудить в его окрестностях ударные волны, то они воздействуют на кристаллическую решетку. Кристалл, который обычно пропускает, например, красный свет и отражает зеленый, может стать прозрачным для зеленого света и отражать красный.

Более того, исследователи установили, что фотонный кристалл можно спроектировать таким образом, что фронт ударной волны будет отражать входящий световой поток. В итоге свет многократно переотразится от деформированной и недеформированной частей кристалла, воспроизводя эффект «зеркальной комнаты». Причем после каждого отражения из-за эффекта Доплера свет будет менять свою частоту. При этом если направление движения ударной волны и света совпадает, то частота луча снижается, но возрастает, если движение обеих составляющих направлено навстречу друг другу.

Физики МТИ провели компьютерное моделирование фотонного кристалла (фото внизу).

В итоге примерно после 10 000 отражений, на что уходит около 0,1 наносекунды, свет может, например, из красного стать голубым. Или из видимого диапазона сместиться в инфракрасный. Изменяя кристаллическую структуру, можно заранее точно установить, излучение какой частоты войдет в кристалл и каким оно оттуда выйдет. Можно даже сжать излучение широкого диапазона в узкий пучок. «Иным образом этого не сделаешь, — говорит Джоаннопулос. — Обычные цветовые фильтры просто пропускают одни частоты и отражают другие. Поэтому значительная часть энергии теряется».

Сейчас исследователи и их коллеги из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса работают над тем, чтобы продемонстрировать новый эффект на практике. Например, они хотят возбудить в кристалле ударные волны, буквально… обстреливая его пулями. Еще один вариант — возбудить в кристалле акустические волны.

Именно этот вариант ливерморские физики намерены использовать для создания лазеров с очень широким диапазоном.

Химик Майкл Сэйлор из Университета штата Калифорния в Сан-Диего, разработавший гибкие фотонные кристаллы, подчеркивает, что новая технология позволит не только создавать более эффективные осветительные лампы и солнечные батареи. Она способна еще увеличить пропускную способность оптоволоконных линий связи, а также построить эффективные преобразователи тепла в свет и обратно.

Кроме того, как полагают некоторые исследователи, фотонные кристаллы могут пригодиться в шоу-бизнесе для получения искусственных радуг и прочих световых эффектов, изготовления проекционных телевизоров и дисплеев нового поколения, информационных табло и многих других приборов. Ведь по существу исследования этих чудо-кристаллов только начинаются.

1. Фотонный кристалл прозрачен для красного света, но отражает все более высокие частоты.

2. Ударная волна движется сквозь кристалл навстречу свету. Часть кристалла, которая сжимается под действием ударной волны, становится прозрачной для зеленого света и не пропускает более низкие частоты.

3. Отражаясь от фронта ударной волны, благодаря эффекту Доплера красное световое излучение смещается вверх по частоте. После многократных отражений частота возрастает настолько, что излучение покидает кристалл сквозь деформированную ударной волной область.

МОЖЕТ ЛИ СВЕТ БЫТЬ… ЖИДКИМ?

Испанский физик Хумберто Мичинел из университета города Виго столкнулся с удивительным явлением — он обнаружил капельки… света, пишет журнал «P.M.».

Исследователь проводил опыты с лазером, замедляя его лучи с помощью специально подобранных материалов. Моделируя происходящее на компьютере, ученый рассекал замедленные лучи лазера на отдельные импульсы, длившиеся несколько миллисекунд. Оказалось, что эти пучки света начинают принимать форму капель, да и вообще ведут себя как жидкость: они обладают поверхностным натяжением; лопаются, как капли воды, встречая препятствие.

До сих пор, с физической точки зрения, это считалось невозможным. Да, свет обладает не только волновыми, но и корпускулярными свойствами, например, оказывает давление. Но разве может свет превращаться в твердое вещество или жидкость, если он состоит не из атомов, а из фотонов? Тем не менее, в моделях Мичинела заманчиво кружились капельки света.