Лемешко Андрей Викторович. Теория низкотемпературного квантового туннелирования

Теория низкотемпературного квантового туннелирования.

Ключевая идея

Низкотемпературное квантовое туннелирование описывает феномен, при котором ядра атомов могут преодолевать кулоновский барьер и вступать в реакции синтеза, даже если их энергия недостаточна для классического преодоления барьера. Технологический и научный прорыв может быть достигнут за счёт внедрения временных градиентов, которые локально модифицируют свойства пространства-времени и энергетические параметры частиц.

Физическая модель

1. Влияние временных градиентов

Временные градиенты изменяют локальное течение времени и его воздействие на частицу:

-- Кинетическая энергия: Попадая в зону замедления времени, частица сохраняет свою энергию относительно внешнего наблюдателя, но внутри зоны её кинетическая энергия возрастает.

-- Энергетическая плотность: Увеличенная плотность энергии в зоне замедления времени может изменять распределение электростатической энергии вокруг ядра.

2. Кулоновский барьер и его модификация

Кулоновский барьер, как основной энергетический барьер между положительно заряженными ядрами, определяется электростатической силой отталкивания. Однако влияние временных градиентов оказывает следующие эффекты:

-- Изменение плотности энергии: Временные градиенты перераспределяют энергию кулоновского взаимодействия, приводя к снижению барьера.

-- Квантовая интерференция: Замедление времени изменяет фазовые характеристики волновой функции частиц, увеличивая вероятность туннелирования через барьер.

Математическая модель

1. Вероятность туннелирования

Формула для вероятности туннелирования: [ P_t \propto e^{-\sqrt{\frac{2m}{\hbar^2} \left(V - (E + \eta \cdot \nabla T)\right)} \cdot \frac{1}{1 + \gamma \cdot \Delta T}}, ] где:

-- (P_t) - вероятность того, что частица преодолеет кулоновский барьер в данных условиях.

-- (V) - классический кулоновский барьер, определяемый электростатическим отталкиванием между положительно заряженными ядрами.

-- (E) - кинетическая энергия частицы, которая зависит от её массы и скорости.

-- (\eta \cdot \nabla T) - дополнительная энергия, возникающая вследствие влияния временного градиента (( \nabla T ) - пространственный градиент времени, а (\eta) - коэффициент пропорциональности, определяющий, насколько сильно временные изменения влияют на энергию).

-- (\Delta T) - локальная разница во времени между внешним и внутренним наблюдателем в зоне временной аномалии.

-- (\gamma) - коэффициент взаимодействия времени с квантовыми параметрами частиц, характеризующий уровень влияния временного градиента на туннелирование.

2. Эффективный энергетический барьер

Выражение для эффективного кулоновского барьера: [ V_{\text{eff}} = V - E_{\text{grad}}, ] где:

-- (V_{\text{eff}}) - эффективная высота барьера, воспринимаемая частицей с учётом временных градиентов.

-- (E_{\text{grad}} = \eta \cdot \nabla T) - энергия, "добавленная" временным градиентом, которая способствует снижению барьера.

Уравнение для гравитационных объектов

Выражение для градиента времени в массивных звёздах и других гравитационных системах: [ \nabla T \propto \frac{GM}{r2}, ] где:

-- (G) - гравитационная постоянная ((6.674 \times 10^{-11} , \text{м}{-1}\text{с}^{-2})).

-- (M) - масса звезды или другого массивного объекта.

-- (r) - радиус до точки, где измеряется временной градиент.

-- (c) - скорость света ((3 \times 10^8 , \text{м}/\text{с})).

-- ( \nabla T ) описывает, как течение времени изменяется в зависимости от расстояния от объекта. Чем ближе к массивному объекту, тем более выражен градиент.

Экспериментальные подходы

1. Управляемые временные градиенты

Создание временных градиентов в лабораторных условиях с использованием:

-- Лазеров высокой мощности,

-- Магнитных полей,

-- Плазменных реакторов (например, токамаки).

2. Изучение изотопов

Проведение реакций с лёгкими изотопами (дейтерий, тритий, литий-6) для проверки влияния временных градиентов на туннелирование.

3. Компьютерное моделирование

Разработка симуляций, включающих:

-- Квантовые волновые функции с учётом времени,

-- Гравитационные воздействия и деформацию пространства-времени.

Применения

1. Звёздный синтез

Теория объясняет процессы, происходящие в звёздах, где ядра преодолевают кулоновский барьер за счёт временных аномалий.

2. Управляемый термоядерный синтез

Введение временных градиентов в реакторы может увеличить эффективность термоядерного синтеза на Земле.

3. Сверхновые и тяжёлые элементы

Ускоренные реакции синтеза во время взрыва звёзд можно объяснить временными градиентами.

Реакатор холодного синтеза.

Эта теория соединяет квантовую механику, общую теорию относительности и временные эффекты, предлагая как новые экспериментальные подходы, так и перспективные приложения в астрофизике и энергетике. Исходя из этой теории можно математически описать физические параметры необоходимые для запуска реакции холодного синтеза.

Физические параметры.

-- Туннелирование через кулоновский барьер:

-- Формула вероятности туннелирования:
[ P_t \propto e^{-\sqrt{\frac{2m}{\hbar^2} \left(V - (E + \eta \cdot \nabla T)\right)} \cdot \frac{1}{1 + \gamma \cdot \Delta T}}, ] где:

-- ( V ): классический кулоновский барьер,

-- ( E ): кинетическая энергия частицы,

-- ( \eta \cdot \nabla T ): дополнительная энергия от временного градиента,

-- ( \Delta T ): локальная разница во времени.

-- Кинетическая энергия частиц:
Попадание в зону замедления времени приводит к увеличению локальной кинетической энергии частиц: [ E_{\text{eff}} = E + E_{\text{grad}}, ] где ( E_{\text{grad}} \propto \nabla T ) - энергия, связанная с временным градиентом.

-- Уменьшение кулоновского барьера:
Эффективный барьер в зоне временной аномалии уменьшается: [ V_{\text{eff}} = V - E_{\text{grad}}, ] что увеличивает вероятность успешного синтеза.

Перспективы использования

1.Энергетика:
Реактор может стать основой для экологически чистой и безопасной энергетики.

2.Космические приложения:
Возможность использовать низкотемпературный синтез для питания космических аппаратов.

3.Научные исследования:
Расширение знаний о временных градиентах и их влиянии на квантовые процессы.

Литература.

-- Grifoni, M., & H"nggi, P. (1998). Quantum tunneling at low temperatures: Results for weak damping. Physics Reports, 304(5-6), 229-354. https://www.physik.uni-augsburg.de/theo1/hanggi/Papers/70.pdf

-- Leggett, A. J. (2001). Quantum tunneling of helium isotopes in solids: A new analysis. Reviews of Modern Physics, 73(2), 307-356.

-- Sheka, E. F., & Ovcharenko, E. V. (2023). Tunneling as a marker of quantum mechanics: Review article. Low Temperature Physics, 50(11), 925-945. https://pubs.aip.org/aip/ltp/article/50/11/925/3318550/Tunneling-as-a-marker-of-quantum-mechanics-Review

Оставить комментарий © Copyright Лемешко Андрей Викторович (biomarket@ukr.net) Размещен: 28/04/2025, изменен: 28/04/2025. 8k. Статистика. Статья: Естествознание Генераторы Скачать FB2		Ваша оценка:

Лемешко Андрей Викторович : другие произведения.

Теория низкотемпературного квантового туннелирования