Техника - молодёжи 1993-06, страница 55

Рис.1. Один из возможных вариантов «демона Ферми». Интенсивность эмиссии электронов с острия (прямые стрелки) существенно выше эмиссии с плоской пластинки (волнистые стрелки). В результате при замыкании цепи по ней потечет ток, Е\ не требующий никакого внешнего источника.

ионов кристаллической решетки. Так что мало кому из беглецов удается уйти дальше, чем на среднее межатомное расстояние L. И, описывая микроскопические параболы, они вскоре возвращаются в металл. Лишь отдельные, самые быстрые,

иногда улетают «насовсем». В результате металлическая поверхность всегда как бы окутана тончайшим «электронным облаком», плотность которого резко убывает с расстоянием (рис.2). Указанный выше зазор A d как раз и выбран равным эффективной толщине облака.

Понятно, что самые быстрые электроны смогут преодолеть такой малый промежуток. Но условия их перехода либо с иглы на пластинку, либо в обратном направлении будут существенно различными. Ведь для успешной эмиссии кинетическая энергия частицы должна превышать определенный уровень — так называемую работу выхода. А она, упрощенно говоря, зависит от суммарной силы, с кото-

<Э х°^е"

О е- - К • ,......., х '*:' е°

— .'о.г. \ -1 Л9—1

VV^v/'V'⁹

/<Пл М'Н W/ / У®.

.+ + + + -I- + + -H-4-+4-

Рис.2. Формирование электронного облака вблизи металлической поверхности.

рой вылетающие электроны притягиваются обратно положительными ионами кристаллической решетки. Но вблизи конца тонкого острия данная сила убывает гораздо быстрее, чем около протяженной пластинки. В результате, если

внешняя цепь замкнута, то направленный поток зарядов (а попросту — электрический ток) с иглы на пластинку намного превысит обратный.

Самое главное в том, что ток этот будет поддерживаться исключительно энергией квантовых флук-туапий вакуума. Никаких дополнительных ее источников не требуется — даже инициирующих. Систему «игла — пластинка» не надо ни нагревать, ни освещать. Работать она способна и при температуре абсолютного нуля. Да и на силу тока принципиальных ограничений нет: достаточно брать острия потоньше и наращивать их количество.

Есть смысл поискать и другие варианты построения «демона Ферми». Например, способы усиления автоэлектронной эмиссии из одного металла (сплава) и, соответственно, ослабления — из другого. Или материалы с анизотропной, то есть односторонней, электронной проводимостью, которыми можно было бы «прослаивать» металлические пластинки (наткнулись же почти случайно на высокотемпературные сверхпроводники!). Правда, такие прослойки должны наноситься в виде равномерных сверхтонких пленок — с толщиной порядка A d . Это, конечно, трудная задача, хотя и чисто технологическая.

Ну а что можно сказать в заключение о «вечности» предложенного источника энергии? Пожалуй, ничего. Ведь тут мы сталкиваемся с фундаментальной проблемой: безбрежно ли, бездонно ли виртуальное море или заключено в какие-то (непонятно какие) границы? Остается надеяться, что для ее решения у нас в запасе все же есть несколько миллиардов лет...

Клуб любителей фантастики

Эдмонд ГАМИЛЬТОН

ЗВЕЗДНЫЙ волк

Перевод Сергея СУХИНОВА Окончание. Начало в Ml - 5 с.г.

Рисунки Роберта АВОТИНА

52