Опубликовано: научно-практический журнал «Изобретательство»,  Том II,   №7,    июль 2002, стр. 46-52.

 

 

 ЭРЗИОН – ЗАГАДОЧНЫЙ И ВСЕМОГУЩИЙ

ПОСЛАНЕЦ «ЗАЗЕРКАЛЬЯ», ИГРАЮЩИЙ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНУЮ РОЛЬ В АСТРОФИЗИКЕ, ГЕОФИЗИКЕ, ХОЛОДНОМ СИНТЕЗЕ 

И В НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ.

ЕГО ПОИСКИ  И ОТКРЫТИЕ В КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧАХ.    

 

Ю.Н. Бажутов

 

МАДИ (Технический Университет)

Москва 105077,а/я 169

Bazhutov@erzion.madi.ru

 

 

 

Аннотация

Космические лучи, обнаруженные в 1911г. Гессом, дали человечеству первую информацию о многообразии мира элементарных частиц. Первые элементарные частицы (за исключением электрона, протона и нейтрона) были обнаружены в космических лучах: позитрон  (антиэлектрон) - в 1932г., мюон (тяжёлый электрон) – в 1937г., пи-мезон и К-мезон в 1947- 1949гг. Все последующие открытия новых элементарных частиц происходили уже в ускорительных  экспериментах. Более 50 лет в космических лучах лишь появлялись указания на возможность существования новых элементарных частиц. И вот более 20 лет назад (1981 г.) автором этой статьи (Б.Ю.Н.) совместно со своими руководителями, Хреновым Б.А. и Христиансеном Г.Б., для объяснения некоторых аномальностей в космических лучах была предложена гипотеза о существовании в природе новых тяжёлых и одновременно стабильных элементарных частиц (впоследствии названных Эрзионами). Тогда же по предложению автора (Б.Ю.Н.) был начат их систематический экспериментальный поиск в космических лучах. Затем уже в 1989г. мир узнал о сенсационном открытии М. Флейшманом и С. Понсом нового явления в физике – «Холодного Ядерного Синтеза» (ХЯС). Оно претендовало на простое, дешёвое и скорое решение энергетической проблемы для человечества, в отличие от полувековых попыток «Термоядерного» её решения. В явлении ХЯС, подтверждённом в сотне различных экспериментальных групп во всём мире, был выявлен целый ряд аномальных особенностей.  Предложенная автором (Б.Ю.Н.) гипотеза Эрзионного решения проблемы ХЯС (1989г.) смогла дать строгое объяснение всех основных его особенностей.  Это стало возможно после подключения к проблеме одного из ведущих теоретиков НИИ Физики РГУ, Верешкова Г.М., который смог найти строгое теоретическое обоснование возможности существования  Эрзиона в природе в рамках «Зеркальной» модели.

Кроме этого, существование в природе Эрзиона дало простое и принципиальное объяснение многим проблемам в астрофизике и геофизике:

8.       скрытой массы Вселенной; 

9.       недостатка солнечных нейтрино;  

10.      избытка теплового баланса Юпитера;      

11.      недостатка ядер Li,Be,B в веществе Солнца и Земли;      

12.      дисбаланса изотопа С¹³ в ряде алмазных выработок и теле человека;

13.      дисбаланса изотопа He³ в вулканических выбросах;  

14.      природы шаровой молнии  и др.

В космических лучах с помощью Эрзионов также разрешились многие важнейшие проблемы: 

1)  энергетического спектра вертикальных мюонов;  

2)  длиннопробежных адронных каскадов;

3)  задержанных частиц в широких атмосферных ливнях;   

4) потоков высокоэнергичных частиц от точечных небесных источников;              5) больших поперечных импульсов  в  каскадах при высоких энергиях

    и др.

       Не меньшим оказалось и прикладное значение факта существования Эрзионов, рассмотренное в рамках Эрзионной модели трансмутации ядер:

1) новая энергоёмкая, экологически чистая и технологически более                  простая альтернативная ядерная энергетика;

2)   принципиальное уничтожение радиоактивных отходов;

3) дешёвое получение ряда химических элементов и изотопов   (например, золото из ртути)   и др.

Не смотря на то, что в большом числе наших экспериментов по ХЯС была подтверждена правильность предсказаний Эрзионной модели, у её оппонентов оставались большие сомнения в её истинности в силу гипотетической природы Эрзиона, развеять которые можно было только его прямым обнаружением. Поэтому все эти годы велись непрерывные его поиски.

Наконец, на телескопе «Дочь-4» после 20 лет непрерывных поисков в июле 1999 года были зарегистрированы первые 20 стабильных тяжелых однозарядных частиц (Эрзионов) с массой M_Э = (175±25) ГэВ/C² и  интенсивностью в космических лучах на поверхности Земли                       J_Э = (1,8±0.4)×10^-6 см^-2ср^-1с^-1 .

Найденные частицы и их параметры оказались в полном соответствии с нашими же феноменологическими их предсказаниями, с предыдущими экспериментальными результатами по их поиску и с «зеркальной» моделью, давшей строгую теоретическую интерпретацию возможности существования в природе Эрзионов - гипотетических катализаторов холодной трансмутации ядер.

 

 

 

Введение

 

Гипотеза о существовании в природе новых стабильных тяжелых проникающих адронов (элементарных частиц, участвующих в сильном ядерном взаимодействии, в отличие от лептонов)  возникла [1] для объяснения аномально-пологого хода энергетического спектра вертикальных космических мюонов (тяжёлых лептонов, в отличие от электронов – лёгких лептонов), составляющих жёсткую проникающую компоненту вторичных космических лучей. Многие параметры этих гипотетических адронов (масса, заряд, время жизни, интенсивность, ядерный характер взаимодействия, пробеги на взаимодействие и поглощение) были тогда предсказаны феноменологически для единого согласования большой совокупности аномальных экспериментальных результатов в космических лучах. Кроме наших работ в космических лучах имелся и большой ряд других экспериментов, указывающих на возможность существования таких  частиц в природе. Поэтому, начиная с 1982 года в НИИЯФ МГУ по инициативе автора этих строк и при поддержке руководства в лице Христиансена Г.Б. и Хренова Б.А., были начаты систематические экспериментальные исследования по  их поиску. Независимо тогда же были инициированы теоретические исследования по созданию модели элементарных частиц, способной дать строгое обоснование их большого времени жизни при одновременно большой массе, что сильно противоречило Стандартной модели элементарных частиц. Сначала решение искалось на базе суперсимметричной модели, а затем более успешно было найдено на базе зеркальной модели. Существующие модели элементарных частиц не могут дать объяснения большого времени жизни для тяжелых элементарных частиц за счёт слабого ядерного взаимодействия. Теоретическое  решение этой задачи  было реализовано доцентом Ростовского университета, Верешковым Г.М. в рамках известного класса Зеркальных моделей [2]. В этих моделях  предполагается существование тяжёлых «зеркальных» аналогов всем фундаментальным фермионам (лептонам и кваркам) нашего мира элементарных частиц. Легчайшие из зеркальных кварков (из кварков построены все адроны) могут быть абсолютно стабильными частицами, и обеспечат тем самым построение стабильных и тяжёлых гипотетических частиц. Эрзионная модель (ЭМ)  строилась не только для строгой теоретической интерпретации гипотезы о существовании в космических лучах новых стабильных тяжелых адронов, но и для решения ещё одной авторской гипотезы – объяснения с помощью Эрзионов обнаруженного в 1989 году явления «холодного ядерного синтеза» [3]. Сенсационное открытие нового явления в физике – «Холодного Ядерного Синтеза» (ХЯС) - претендовало на простое, дешёвое и скорое решение энергетической проблемы для человечества, в отличие от основательно затянувшегося на полвека «Термоядерного»  её решения. Управляемый «Термояд» - сложная научно-техническая проблема и для своей реализации требует многомиллиардного ежегодного финансирования, чтобы обеспечить исследования с чудовищными температурами (~10 млн. градусов) и гигантскими магнитными полями (~100 кГс).  Однако, не всё оказалось так просто и для ХЯС, ибо явление ХЯС с одной стороны  противоречило традиционным представлениям физических теорий, а с другой стороны не имело стопроцентной воспроизводимости. Поэтому всё это вызвало его сильное неприятие и лавину критических возражений и даже обскурантизма со стороны ортодоксально настроенных учёных. Тем не менее, явление ХЯС было подтверждено почти в сотне различных экспериментальных групп во всём мире, в которых был выявлен целый ряд аномальных особенностей этого явления, подтверждённых независимыми исследовательскими группами. Большой удачей для автора этих строк было то, что предложенная им гипотеза Эрзионного решения проблемы ХЯС [4] смогла дать строгое объяснение всем основным особенностям этого явления:

8.            Спорадический, неравновесный характер запуска и протекания  процесса ХЯС;

9.            Большой разброс интенсивности процесса (~10⁵);

10.        Подавленный (на много порядков) выход нейтронов по сравнению с выходом трития (Т/n~10⁸), при ещё большем тепловом (энергетическом) выходе процесса (Q/N~10³);

11.        Широкая трансмутация наработанных изотопов и новых химических элементов при их ограниченном начальном составе…

Естественно, что ЭМ строилась так, чтобы не противоречить как Стандартной модели элементарных частиц, так и всей существующей совокупности экспериментальных данных в ядерной физике, физике космических лучей, астрофизике, геофизике  и физике высоких энергий.  Таким образом, при своем построении ЭМ уже объясняла проблему аномального энергетического спектра мюонов в космических лучах и основные особенности явления «холодного ядерного синтеза». Дальнейший анализ показал, что она смогла решить значительно больший

круг проблем.

 

 

 

Эрзионная Модель Каталитической Трансмутации Ядер

 

Эрзион играет не только особую роль для объяснения множества аномальностей в космических лучах при высоких энергиях, но ещё большее значение имеет факт его существования и для объяснения множества аномальностей в природе (см. ниже), где Эрзион участвует в специфических ядерных  взаимодействиях при низких энергиях, что является естественным следствием его особых  «зеркальных» свойств. Отсюда же следует и его исключительная роль в объяснении явления «Холодного Ядерного Синтеза», откуда вытекают гигантские возможности в новейших технологиях создания экологически чистой энергетики будущего, уничтожения радиоактивных отходов и др. Вся эта «фантастика» строится на базе Эрзионной Модели Каталитической Трансмутации Ядер [2,4], которую мы сейчас попробуем популярно изложить для полного понимания существа проблемы.  В рамках калибровочной «зеркальной модели» Верешкова вводятся тяжёлые «зеркальные» фермионы (лептоны и кварки). Легчайший из «зеркальных» антикварков (U*), будучи стабильным, может обеспечить существование дублета гипотетических стабильных тяжёлых мезонов – Эрзионов ( Э^-= {U*,d};  Э⁰= {U*,u}). Кроме этого, в рамках этой модели возможно существование только одного стабильного Эрзион-барионного синглета – Эниона (Э_N= {U*,u,u,d,d}), который можно рассматривать как связанное состояние Эрзиона и нуклона (Э^-р, Э⁰n). Все остальные Эрзионные ядра будут нестабильны и будут распадаться на Эрзион (Энион) и обычные ядра за ядерные времена      (~10^-20сек.). В рамках этой «зеркальной» модели можно построить только единственную кварковую версию гипотетических частиц, которая в свою очередь не противоречит как Стандартной Модели элементарных частиц, Космологии и Космогонии, так и всей совокупности экспериментальных данных физики высоких энергий и результатам поиска новых частиц на ускорителях и в веществе.

Холодный Ядерный Синтез (ХЯС) (в последующем получил более корректное и общее название – Холодная Трансмутация Ядер) с момента своего рождения вызвал сильное неприятие ортодоксальных учёных в связи с явными противоречиями результатов экспериментов традиционным теоретическим представлениям. Приятной неожиданностью для авторов ЭМ явилось возможность дать естественное и строго научное объяснение ХЯС за счёт особенностей взаимодействия Эрзионов (Энионов) с ядрами. За первый год интенсивного изучения нового явления ХЯС, к началу 1990 года были выявлены следующие основные характерные его особенности:

8.      нестационарные условия протекания процесса,          

9.      большой разброс в интенсивности продуктов реакций в разных экспериментах,

10.     затухание процесса и его последующая невоспроизводимость,

11.     сильное подавление выхода нейтронов (n) и g-квантов (n/T~10^-8) относительно выхода трития (T) и ещё большим тепловым выходом (Q/T~10³),    

5)  широкая трансмутация химических элементов и изотопов.

Разработанная для объяснения ХЯС Эрзионная Модель (ЭМ) Каталитической Трансмутации Ядер (КТЯ) смогла дать объяснение и всем перечисленным выше его особенностям.

Основой ЭМКТЯ является предположение о существовании в веществе в связанном состоянии Энионов с очень малой концентрацией (С~10^-21 ¸ 10^-16 на нуклон). Они могут связываться с ядрами (Е_св~1¸100 эВ) очень малого набора химических элементов (доноров) и долго храниться на них до освобождения за счёт столкновения или воздействия электромагнитного излучения. Энионы имеют как реликтовое происхождение, так и за счёт прихода на Землю в составе первичного космического излучения. Как уже сообщалось ранее, Эрзионные ядра принципиально не могут существовать  и поэтому Эрзионы и Энионы могут участвовать только в ядерных реакциях обмена (а не захвата) с сохранением «Эрзионного числа» Таким образом, Энион может превратиться в Эрзион (Э^- или Э⁰), а Эрзион либо меняет знак заряда       (Э^-ÞЭ⁰; Э⁰Þ Э^- ), либо превращается в Энион. В принципе, на любом ядре возможно осуществление 6-ти Эрзион-обменных реакций (Э_NÞЭ⁰, Э_NÞЭ^-, Э⁰Þ Э^-, Э⁰Þ Э_N, Э^-ÞЭ⁰, Э^-ÞЭ_N).  Ядро в этих случаях либо теряет нуклон (А_к=А₀-1), отдавая нейтрон или протон Эрзиону, который превращается тем самым в Энион, либо приобретает его (А_к=А₀+1) от Эниона, который тем самым превращается в Эрзион (Э⁰, Э^-), либо в реакциях (Э⁰Þ Э^-,         Э^-ÞЭ⁰) просто перезаряжается (Z_к=Z₀ +/- 1), сохраняя свой атомный вес (А_к=А₀). Таким образом, в ЭМКТЯ существуют 2 свободных энергетических параметра: это энергии связи Эниона при его диссоциации на заряженную Эрзион-нуклонную пару (Э_NÞЭ^-,р) и нейтральную пару (Э_NÞЭ⁰,n), априори, задав которые, можно вычислить энергии выхода для любой из 6-и  Эрзион-ядерных реакций обмена и для любого из известных ядер изотопов. Подбор этих энергий связи был сделан так, чтобы обеспечить протекание реакций синтеза ядер дейтерия с образованием только трития и протия, а не ядер Не³ и нейтронов, как наблюдалось в классических экспериментах по «Холодному синтезу».  Таким образом, в «холодных» условиях могли протекать только экзотермические Эрзион-ядерные реакции, а эндотермические реакции в рамках ЭМКТЯ были запрещены, и тем самым ЭМКТЯ является полностью предсказуемой моделью. Первой проверкой модели было её тестирование на трансмутации палладия, у которого имеется 6 стабильных изотопов и следовательно, возможно протекание 36 каналов Эрзион-ядерных реакций обмена. Так вот, ЭМКТЯ предсказала именно то изменение изотопического и химического состава, какое было обнаружено в эксперименте Роллисона и О’Грэди. Последующее тестирование ЭМКТЯ на другие результаты ХЯС, сопровождающиеся трансмутацией ядер, также оказалось в соответствии с её предсказаниями.

 

 

Роль Эрзиона в космических лучах

 

Как уже было сказано во введении, гипотеза о существовании Эрзионов возникла для объяснения аномального энергетического спектра космических мюонов [1]. Таким образом, проблема спектра мюонов была решена самим фактом появления Эрзионов.

 Кроме того, Эрзион, как адрон, состоящий из тяжелого «зеркального» антикварка (U*) и обычного (u), или (d) кварков в представлениях Аддитивной Кварковой Модели участвует в 2-х компонентном неупругом ядерном взаимодействии: 1) c обычным сечением взаимодействия, но с малым коэффициентом неупругости (~1%) за счет взаимодействия обычным кварком и 2) с очень малым сечением взаимодействия, но большим коэффициентом неупругости (~100%) за счет взаимодействия тяжелым кварком. Таким образом, за счет такого взаимодействия Эрзион имеет большие поперечные импульсы, создает длиннопробежные ядерные каскады и из-за большой массы порождает задержанные события при своем рождении в широких атмосферных ливнях.

Проблема потоков высокоэнергичных адронов от точечных небесных источников (типа Краб, Лебедь Х-3 и др.) не имела своего тривиального решения, так как в Стандартной модели элементарных частиц отсутствовали стабильные нейтральные адроны (нейтрон и все нейтральные мезоны – короткоживущие частицы). Но, так как нейтральный Эрзион (Э⁰) может быть абсолютно стабильным [2], он и может естественно решить эту проблему.

 

 

Роль Эрзиона в астрофизике и геофизике

 

Уже на своей ранней стадии анализ аномальных явлений в астрофизике и геофизике с использованием ЭМ показал, что проблему солнечных нейтрино, проблему избытка теплового баланса Юпитера и проблему недостатка ядер Li, Be, B в веществе Солнца и Земли можно решить. Эти проблемы решаются в рамках Эрзионной Модели за счет предположения о протекании Эрзион-каталитических ядерных реакций в веществе Солнца и Юпитера, а также того факта, что ядра Li, Be, B являются идеальным горючим для этих реакций. Количественные оценки для таких процессов приведены в специальных авторских работах.             В рамках таких представлений в веществе Солнца достаточно иметь Эрзионов с плотностью всего лишь 100 см^-3, чтобы  объяснить мощность генерации энергии Солнцем на 70 % от наблюдаемой за счет процесса Эрзион-каталитической трансмутации ядер и только на 30% - за счет термоядерного синтеза. Таким образом, «термоядерных» нейтрино будет в 3 раза  меньше. Процессы Эрзион-каталитической трансмутации ядер протекают практически без образования бета радиоактивных ядер, следовательно, и без дополнительных нейтрино. Проблема Юпитера решается за счет протекания таких же реакций в веществе Юпитера, но только лишь в очень малой части его массы (~10^-5), где температура достаточно высокая (~10⁵ К) для его освобождения от «пленения».

Задача Эрзионного объяснения скрытой массы Вселенной была впервые поставлена и подробно рассмотрена в работе [2]. Принципиально задача эта может быть решена, так как нейтральные Эрзионы могут быть абсолютно стабильными частицами и не образуют сильно связанных состояний с ядрами. Сейчас, при наличии уже определенных представлений о массе Эрзионов [6], можно получить и определенные оценки на их среднюю плотность во Вселенной (n_э~10^-8 см^-3) и средний поток термализованных нейтральных  Эрзионов  в  Солнечной системе       (V_э ~ 250 км/c ):  J_э= n_э×V_э ~ 0,1 см^-2с^-1.

Проблема дисбаланса изотопа С¹³ в ряде алмазных выработок и в теле человека (работы академика Казначеева, подтверждающие эффект Керврана), и её принципиальное решение в рамках Эрзионной модели было подробно рассмотрено в авторских работах. Оно по существу объясняется свойствами изотопа С¹³ , как хорошего горючего (аналогично Li, Be, B) и  конвертора, а изотопа С¹² , как  донора, хранителя и поставщика Эрзионов для осуществления каталитических ядерных реакций. При определенных возмущениях (как в неживой природе, так и в теле человека) запускаются Эрзион-каталитические цепочки ядерных реакций, которые и приводят к изменению изотопного соотношения в углероде в сторону уменьшения изотопа С¹³ . Таким образом, в рамках ЭМКТЯ можно понять и естественно и строго объяснить протекание реакций холодной трансмутации ядер в биологических средах (эффект Керврана), вплоть до экзотических процессов «самовозгорания» человека.

Повышенное содержание изотопа Не³ и трития (Т) в вулканических выбросах может быть объяснено протеканием Эрзион-каталитических реакций превращения ядер дейтерия в тритий и его последующим распадом в Не³ в магматических недрах Земли.

 

 

Эрзионная интерпретация шаровой молнии

 

В Эрзионной интерпретации шаровой молнии (ШМ), подробно рассмотренной на базе модели Эрзион-каталитических ядерных реакций, удалось получить правильные оценки основных характеристик шаровых молний (размер, время жизни и мощность). ШМ – это локальный объект (~10 см), представляющий собой устойчивый  (~100 сек) сгусток холодной плазмы с мощной энергетической подпиткой (~кВт). Хотя и существует около 100 теоретических моделей ШМ, общепризнанная модель среди них отсутствует (как и в ХЯС), ибо столь экзотические особенности этого явления трудно объяснить в полной мере простыми и ортодоксальными представлениями. Не претендуя на полное описание явления ШМ с помощью ЭМ КТЯ, попробуем, однако, оценить возможность принципиального объяснения основных его особенностей.

Предположим, что разряд линейной молнии в атмосфере попал дерево и при этом сжёг и испарил несколько сотен граммов его вещества в ограниченном объёме (~дм³). Тогда возможно, что в этом объёме взвеси пылинок органического вещества образовалось ~10⁹ свободных Энионов, которые тут же начнут осуществлять каталитические цепочки ядерных реакций на следующих изотопах основных химических элементах, составляющих эту взвесь:

¹Н (Э^-,Э⁰) n        +  1,65 МэВ        (100 %)                                    (1)

²Н (Э_N,Э⁰) ³Н     +  0,11 МэВ       (0,02 %)                                   (2)

²Н (Э⁰,Э_N) р       +  3,9  МэВ        (0,02 %)                                   (3)

¹³С (Э_N,Э⁰) ¹⁴С   +  2,0  МэВ         (1 %)                                       (4)

¹³С (Э⁰,Э_N) ¹²С   +  1,2  МэВ         (1 %)                                       (5)

¹⁴N (Э_N,Э⁰) ¹⁵N   +  4,7 МэВ          (100 %)                                   (6)

¹⁴N (Э^-,Э_N) ¹³С   +  0,25 МэВ        (~100 %)                                 (7)

¹⁴N (Э^-,Э⁰) ¹⁴С    +  2,3  МэВ        (~100 %)                                 (8)

¹⁵N (Э_N,Э^-) ¹⁶O   +  4,3  МэВ        (0,3 %)                                    (9)

¹⁷O (Э_N,Э⁰) ¹⁸O   +  1,9  МэВ        (0,04 %)                                 (10) 

¹⁷O (Э⁰,Э_N) ¹⁶O   +  2,0  МэВ        (0,04 %)                                 (11)

¹⁸O (Э_N,Э^-) ¹⁹F    +   0,2  МэВ       (0,2 %)                                   (12)

 

В скобках указан изотопный состав исходного изотопа. Предполагая, что средняя плотность вещества облака взвеси будет сравнима с плотностью воздуха - r₀, а химические элементы примерно равнопредставленны, определим, какие из представленных выше 12-ти реакций будут определяющими в Эрзионном катализе, и с какой скоростью они будут протекать.

Для нейтрального цикла (Э_N,Э⁰) + (Э⁰,Э_N)  это будут реакции (5,6); для заряженного цикла (Э_N,Э^-) + (Э^-,Э_N)   – реакции (12,9,7) при дополнительном предположении, что их сечения одного порядка.

Возможен также смешанный цикл (Э_N,Э^-) + (Э^-,Э⁰) + (Э⁰,Э_N) из реакций (9,12,1,8,5).

Учёт изотопной представленности химических элементов делает предпочтительным из них нейтральный цикл эрзионного катализа.

Для определения мощности, выделяемой при протекании Эрзион-каталитических реакций нейтрального цикла, примем во внимание тот факт, что частота этих циклов в конденсированном веществе (Pd-D или Ti-D₂) по порядку величины равна – 10¹¹ Гц при выделяемой мощности – 0,1 Вт. Учёт разрежённости среды (!0^-3) и концентрации изотопа ¹³С (1%) приводит к искомой частоте каталитического цикла в веществе ШМ от одного Эрзиона - j~10⁶ Гц, при соответствующей мощности – w~10^-6 Вт. Всего же в веществе ШМ (~дм³) должно быть ~10⁹ Энионов, что приводит к её суммарной выделяемой мощности – W_ШМ ~1 кВт  при размерах    - R_ШМ ~10 см и времени жизни - t_ШМ ~100 сек.

 

         

 

Прикладное значение Эрзиона

 

Еще большее прикладное значение, чем фундаментальное, может быть,  имеет факт существования Эрзиона в Природе.

Как было сказано во введении, Эрзионная модель уже при своем построении [2,4] должна была объяснить основные особенности явления Холодного Ядерного Синтеза. Участвуя в Эрзион-каталитических цепочках ядерных экзотермических реакций, Эрзион обеспечивает холодную трансмутацию ядер путем превращения  «рыхлых» ядер (с малой удельной энергией связи на нуклон) в более «упакованные» с выделением их внутриядерной энергии в кинетическую или тепловую. Частота Эрзион-каталитического цикла ядерных реакций в конденсированном веществе достигает величины ~10 ГГц при выделении энергии в каждом цикле -     Е~1 МэВ, тем самым, обеспечивая среднюю мощность энерговыделения -  w ~ мВт на один Эрзион. Плотность эрзионов в веществе может достигать значения ~ 10⁷см^-3, что при оптимально подобранных условиях может обеспечить мощность энерговыделения - W~ 1 МВт на литр горючего с ресурсом его исчерпывания большем 100 лет. Таким образом, Эрзионный механизм получения внутриядерной энергии может оказаться наиболее перспективным источником энергии будущего [5]. Большим преимуществом такого механизма получения внутриядерной энергии, кроме  гигантской энергоемкости, является его предельная мощность, что исключает принципиально его взрывоопасность.

 Ну и, наверное, самое большое преимущество Эрзионного катализа - это его радиационная безопасность при его ядерной природе. Эта  особенность вытекает из описанного выше механизма «переупаковки рыхлых» ядер. Так как радиоактивные ядра - «рыхлые», которые поэтому и распадаются в более «упакованные», процесс Эрзионного катализа исключительно редко может произвести радиоактивные ядра и, как правило, приводит к их выгоранию. Отсюда вытекает еще одно важнейшее приложение Эрзиона: принципиальное уничтожение радиоактивных отходов, накопившихся в результате деятельности атомной энергетики, и даже без затрат энергии, а с ее дополнительным выделением. 

И последнее важнейшее приложение Эрзиона: возможность целенаправленного получения некоторых редких или дорогих изотопов или химических элементов более дешевым способом (например, золото из ртути и др.).

 

 

 

Поиск и открытие Эрзиона в космических лучах

 

Теоретические представления о структуре гипотетических тяжелых адронов позволили при большей ясности о характере их взаимодействия и более определенно   проектировать    эксперименты   по  их  поиску.         На подземной (40 метров водного эквивалента - м.в.э.), установке     «ДОЧь-1» в НИИЯФ МГУ   (SW~10³ см²ср), впервые специально созданной в 1987 году для поиска гипотетических адронов и состоявшей из сплошного вертикального магнитного спектрометра (Р_max=700 ГэВ/С) и шести рядов пластических сцинтилляторов большой площади          (S=2×10⁴ см²), расположенных под ним и игравших роль детектора остановок частиц, за время эксплуатации - Т@200 часов было получено три кандидата на искомые частицы (J_Э @ 4×10^-8 см^-2ср^-1с^-1), что тогда нами было осторожно интерпретировано как фоновые события .

В последующих исследованиях на установках второго поколения «ДОЧь-2» с многонитяными пропорциональными газовыми камерами и третьего поколения «ДОЧь-3» с твёрдотельными плёночными детекторами CR-39 , более дешевых и простых в эксплуатации, к сожалению, по разным причинам (в основном из-за нехватки финансирования) положительных результатов получено не было. И только на 4-м поколении установок, работающих на принципе «Детектора Останавливающихся Частиц» (ДОЧь), оформленном ранее специальным изобретением [6], автор этих строк на уникальных приборах смог всё-таки обнаружить в космических лучах свой Эрзион [7] . Здесь же следует с благодарностью отметить, что для реализации проекта по поиску Эрзионов на 2-м поколении установки ДОЧь-2 в 1992 году были получены 2 гранта от только что созданного Российского Фонда Изобретений и от Министерства Науки РФ. Напротив, Российский Фонд Фундаментальных Исследований раз 5 отказывал в заявках на эту тему, начиная с 1993 года и по настоящее время.

 В работе на установке четвертого поколения (ДОЧь-4) по поиску останавливающихся тяжелых заряженных частиц в космических лучах, был использован самый простой вариант из всех предыдущих. Установка представляла из себя вертикально расположенный телескоп из двух сцинтилляционных детекторов (СД), работающих в режиме совпадения.

    Кристаллы были расположены соосно с расстоянием между ними d@50мм. Светосила такого телескопа SW @30 см²ср. Надежды на успех использования телескопа с такой малой светосилой были вызваны тем, что в соответствии с гипотезой новых частиц [1] их интенсивность на уровне моря  J ( P_Э ³ 100 ГэВ/С) @ 10^-6 см^-2ср^-1с^-1. Существенной новизной данного эксперимента по поиску Эрзионов является размещение установки на поверхности Земли, что и позволило существенно повысить эффект, несмотря на возможное увеличение фона, чего, к счастью, не произошло.

Таким образом, в результате эксперимента за 106 часов было  зарегистрировано 20 искомых частиц с массой M_Э = (175±25) ГэВ/C²,         с повышенной ионизацией и интенсивностью J=N/SWT@20/(106×3600×30)=(1.8±0.4)×10^-6 см^-2ср^-1с^-1,       что  находится  в  хорошем  согласии  с  ожидаемой  интенсивностью [1] и не противоречит трем событиям-кандидатам, полученным под землей на глубине 40 м.в.э. (см. объяснения выше). Кстати, все три события-кандидата имели отрицательный заряд по данным магнитного спектрометра, как и следует из Эрзионной модели гипотетических частиц [2].

 

 

Автор считает, что, в виду отсутствия фоновых объяснений зарегистрированным событиям, им обнаружены в космических лучах новые стабильные тяжелые заряженные частицы, гипотетические Эрзионы.  Найденные  события [7]   находятся  в  полном соответствии с нашими феноменологическими предсказаниями [1], с предыдущими экспериментальными результатами по их поиску и с предсказанием Зеркальной модели [2], интерпретирующей возможность существования в природе гипотетических стабильных тяжелых адронов - Эрзионов.  Более того, последующие экспериментальные проверки факта открытия Эрзионов в космических лучах на пузырьковой камере «СКАТ», проработавшей 15 лет на нейтринном канале Серпуховского ускорителя протонов (Институт Физики Высоких Энергий) и на автоматизированной установке «ДОЧь-4а» в Курчатовском институте уже дали косвенное подтверждение существованию Эрзионов в космических лучах [8,9] и выявили ряд их новых особенностей. Это может иметь большое практическое значение для медицины в части охраны здоровья, как космонавтов при их длительных полётах в космос, так и всех метеочувствительных людей при солнечных возмущениях. Эффект Чижевского, возможно, имеет Эрзионную природу.   

 

 

Заключение

 

Учитывая все выше сказанное, трудно переоценить роль Эрзиона в Природе. Состоявшееся открытие Эрзиона в космических лучах  после его окончательного и всеобщего подтверждения в других лабораториях года через 3-4, можно надеяться, приведет к интенсивнейшему его изучению и использованию и к лавине новых открытий.

      Я благодарен всем, кто вместе со мной многие годы работал над этой интереснейшей из проблем. Особенно я хотел бы выразить благодарность за постоянное содействие и поддержку в работе Христиансену Г.Б., Хренову Б.А., Верешкову Г.М., Корецкому В.П., Кузнецову А.Б., Баранову Д.С., Плетникову Е.В., Гришину В.Г., Фролову А.М. и др.

 

 

 Литература

 

1.      Бажутов Ю.Н., Хренов Б. А., Христиансен Г.Б.//  Изв.АН СССР, Сер. Физ., 1982, 46, 2425.

2.      Бажутов  Ю.Н., Верешков Г.М. // Препринт 1, ЦНИИМаш, 1990.

     Бажутов Ю.Н., Верешков Г.М., Кукса В.И.// Мат. РКХСТЯ-3, Москва,     1996,  157.

3.   Fleischmann M., Pons S. Hawkins M. // Journ. Electroanal.Chem., 1989, 261, 301-308.

  Jones S.E., Palmer E.P., Griss J.B. et al. // Nature, 1989, 338, 737.

4.  Бажутов Ю.Н., Верешков Г.М., Кузьмин Р.Н., Фролов А.М. // Сборник ФПИНВОФ, ЦНИИМаш, 1990, 67-70.

5.  Бажутов Ю.Н., Верешков Г.М., Чертов Ю.П. // Тезисы докладов на Всес. Конф. « Физика и Конверсия »,  Калининград, 1991, 141.

6.  Бажутов Ю.Н., Ковалёв В.И., Хренов Б.А., Христиансен Г.Б. // Способ и устройство по поиску новых  тяжёлых заряженных элементарных частиц в космических лучах, Авторское свидетельство №4171305, 1988.

7. Bazhutov Yu.N. // website: WWW.XXX.LANL.GOV/ABS/HEP-EX/9908053;

      Бажутов Ю.Н.  //  ВИНИТИ, 1999,  № 2871-В99.

      Бажутов Ю.Н.  //  Открытие в космических лучах эрзионов – гипотетических катализаторов холодной трансмутации ядер, Мат.РКХТЯ-7, Москва,2000, 47-57.

      Bazhutov Yu.N. // Registration of New Stable Heavy Charged Particles in Cosmic Rays, Proc. 27-th ICRC, Hamburg, 2001, HE3-4, 1516-1519.

8.       Bazhutov Yu.N., Baranov D.S. //  Observation of Excess Flux for Negative Cosmic Ray Penetrating Particles in Bubble Chamber “SKAT” for Momentum Range (30GeV/c<P<150GeV/c), Proc. 27-th ICRC, Hamburg, 2001, HE3-4, 1520-1523;

     Website: arxiv.org/abs/astro-ph/0106217;

      Bazhutov Yu.N. //  Erzion Interpretation of Negative Cosmic Ray Penetrating Particles Excess Flux Observed in Bubble Chamber “SKAT”,                  Proc. 27-th ICRC, Hamburg, 2001, HE3-4, 1524-1527;                            Web site: arxiv.org/abs/astro-ph/0106218;

      Бажутов Ю.Н., Баранов Д.С. //  Наблюдение избытка потока отрицательно заряженных проникающих космических частиц в пузырьковой камере «СКАТ» в интервале импульсов (30 ГэВ/c<P<150 ГэВ/c), Мат.РКХТЯ-8, Москва,2001, 57-62;

      Бажутов Ю.Н. // Регистрация эрзионов  в пузырьковой камере «СКАТ», Мат.РКХТЯ-8, Москва,2001, 63-69.

9.       Bazhutov Yu.N., Kozlov Yu.V., Kumantseva Yu.A., et al. //  Preliminary Results on Large Cosmic Ray Variation Received on the “Doch-4a” Telescope, Abstract to 18 Europian Cosmic Ray Symposium, Moscow, 2002;

     Bazhutov Yu.N. // Erzion Interpretation on Large Cosmic Ray Variation Received on the “Doch-4a” Telescope,  Abstract to 18 Europian Cosmic Ray Symposium, Moscow, 2002.