Техника - молодёжи 1995-07, страница 9

ность мощности уменьшается. И в конце концов, зайдя слишком далеко, погибнет от недостаточно интенсивного питания. Но реальность не столь печальна.

Дело в том, что плазмоид — горячий, а значит, порождает над собой восходящий конвективный воздушный поток. Выше его образуется область нагретого, более легкого воздуха, а под ним остается более холодная и плотная среда. Возникает разность давлений, препятствующая спуску плазмо-ида. В итоге появляется возможность удерживать его в некоторых пределах вблизи области фокусировки; там он может зависать либо перемещаться по вертикали с различными скоростями. Например, шар диаметром 10 — 30 см, в зависимости от плотности потока мощности источника (в пределах сотен Вт/кв.см), способен развить скорость до 1 — 2 м/с (илл. 2).

Среди наиболее интересных достижений последнего времени — получение Е.Т.Про-тасевичем (амостоятельных долгоживущих ЭПО за счет ВЧ-разрядов во влажной воз душной среде. Таким путем ему впервые удалось синтезировать неравновесную плазму с удивительными свойствами: аномально низкой температурой заряженных и нейтральных частиц, временем жизни 0,5 — 5 с (вместо 20 мкс в сухом воздухе) и, кроме того, — с тенденцией к уплотнению возбужденных областей разряда.

Эксперименты велись в кварцевых колбах диаметром 7,2 и длиной 35 см. Использовался импульсный генератор с максимальной выходной мощностью 60 кВт на частотах 36 — 37 МГц, при длительностях импульсов 10 — 75 мс и периодах повторения 0,2 — 1 с. Доведя влажность воздуха до 95 — 97%, удавалось получать долгоживущие плазмо-иды приблизительно сферической формы, диаметром 2,5 — 5 см.

Другая серия опытов проходила в аэрозольной камере объемом 5 куб.м, с лазером на двуокиси углерода, развивавшим энергию до сотен килоджоулей в импульсе. При влажности воздуха 96 — 97% возникали плазмоиды, жившие затем 6—8 мс.

Наконец, было сделано несколько ' пробных выстрелов" лазера прямо в атмосферу (энергия в импульсе — около 1 кДж). В результате при 100-процентной влажности воздуха на высоте нескольких десятков метров формировались плазменные квазисферические образования диаметром 4 — 8 см и временем жизни до 8 с. Как существенную особенность лазерного пробоя в атмосфере исследователь отмечает мощную ударную волну.

Эксперименты Е.Т.Протасевича показали, что при максимальной влажности воздушной среды, независимо от природы ионизирующего излучения, образование долгоживущего плазмоида проходит три стадии: испарение воды (если она присутствует в виде аэрозоля); разложение ее молекул с образованием ряда свободных радикалов; физико-химические реакции с участием этих радикалов, порождающие низкотемпературную долгоживущую плазму.

Выяснилось также, что, кроме воды, можно испо ьзовать и другие вещества, аналогичные превращения которых ведут к охлаждению компоненто плазмы.

С учетом поведения ЭПО в подобных экс-пер иментах и создал свои вариант плазмо-идной теории шаровой молнии Д М.Мельниченко. Изложим кратко ее основные положения.

Наряду с известными твердым, жидким, газообразным и плазменным состояниями вещества существует плазмоидное. Исходным материалом для плазмоидов служат атомы и молекулы, но здесь они обязатель

но переходят в квантово-возбужденные состояния (КВС).

Механизм их образования мыслится как конденсация возбужденных частиц (ВЧ), то есть их объединение в квантовый ансамбль высокой степени связности, коллективности. В этих условиях исходные молекулы и атомы "теряют автономность" — все их ядра и электроны образуют некую общую структуру. В итоге квантовые силы скрепляют плазмоид в единое целое — наподобие отдельного атома или молекулы. Именно спецификой КВС и определяются в конечном счете все отличия ЭПО от объектов из обычного, "невозбужденного" вещества, все своеобразие его свойств и парадоксальность поведения.

1 Тили ная схема установки для экс ериментального иссле давания разрядов в лучках СВЧ излучения Цифрами обозначены:

1 - сходящийся СВЧ-пучок, сфокусированный на инициаторе. 2 — разряд возникающий в фокальной области, 3 — ини циатор(в данном случае ■ металлическая игла) 4 - разряд ная камера 5 - поглотитель СВЧ излучения

2 Экспериментальные данные В М.Шибкова, А.Ф.Апександ-рова и А. А Кузовникова разработавших метод 'подвешива ния" плазмоида в свободном пространстве Скорость вертикального перемещения шарообразного плазмоида по направлению к источнику излучения в зависимости от плотности потока мощности последнего.

1. В силу коллективности ансамбля ВЧ физико-химические и любые другие свойства плазмоидов определяются именно их целостными структурами (опять же как у атомов и молекул). Но сложность и разнообразие возможных структур ВЧ намного выше, чем у обычного, "спокойного" вещества — даже живого — бла одаря большему разнообразию возбужденных состояний их комбинаций и связей. И значит, физические и другие параметры СВЧ-плазмоидов способны меняться в очень широких пределах.

Вот почему, в частности, эти объекты могут проявлять свойства диэлектрика, полупроводника, проводника, сверхпроводника, равно как и магнитные свойства.

2. В подобных структурах возможна частичная или полная перегруппировка ВЧ — со значительным изменением средних расстояний между заряженными частицами. В результате запас энергии плазмоида меня

ется в очень широких пределах, особенно при наличии в его составе ядер с достаточно большими зарядами. Понятно, что по энергетической емкости коллективные связи ВЧ могут опять-таки далеко превосходить локальные атомно-молекулярные химические связи.

3. Растут плазмоиды либо за счет поглощения ВЧ, либо сами развивают свою структуру и поверхность в энергетически наиболее благоприятных направлениях, как бы ища и усваивая возбужденный питательный материал, подобно корням растений.

А теперь — самые парадоксальные следствия теории. Дело в том, что вошедшие в плазмоид атомы и молекулы теряют не только автономность, но и индивидуальность. Параметры коллективного квантового ансамбля определяются не "собственными" свойствами ВЧ, а только степенью их возбужденности и структурой связей между ними. Но это значит, что плазмоид совсем не обязан быть постоянной комбинацией одних и тех же частиц. А если так, то...

4. Для формирования плазмоида не обязательно должны перемещаться или группироваться конкретные атомы или молекулы. Лишь бы частицы, уже находящиеся "в нужных местах", перешли в определенные возбужденные состояния и образовали нужную структуру. В таком случае может оказаться несущественным даже сорт каких-то атомов — скажем, кислород это или азот.

Вот почему, в частности, однотипные плазмоиды, в том числе истинные шаровые молнии, способны возникать в самых различных газах, а не только в воздухе.

5. Точно так же и движение плазмоида (иногда с огромными скоростями!) не обязательно означает перемещение самих атомов и молекул. И здесь достаточна только передача возбуждений другим частицам — с воспроизведением прежней структуры, конечно.

Вот почему наблюдается "проникновение" (а на самом деле своего рода трансляция) подобных объектов, в том числе реальных ШМ, через некоторые сплошные преграды, через малые отверстия или даже по проводнику — если та же структура возбуждений сможет затем еосстановиться в иной области пространства.

Конечно, положения теории Д.М.Мельниченко нуждаются в дальнейшей, в том числе количественной увязке с конкретными данными экспериментов и наблюдений реальных шаровых молний. Но уже ясно, что само представление о плазмоидном состоянии вещества весьма плодотворно.

Интересные перспективы просматриваются в области технических приложений. Ведь в плазмоидном состоянии сама среда становится уникальной физико-химической лабораторией, где резко расширяются границы возможных реакций и превращений любых веществ, открываются принципиально новые пути производства энергии, новых соединений и материалов.

В познавательном плане намечаются подходы не только к объяснению самой шаровой молнии, но и к пониманию многих иных необъясненных и аномальных явлений в разных областях — от энергетики звезд и других космических объектов до природы НЛО. Возможно, по аналогии удастся предсказывать и новые удивительные природные феномены. Наконец, чрезвычайно сложная и е определенных условиях устойчивая фрактальная структура плазмоидов, их способность к питанию и росту заставляют задуматься: не может ли на этой основе возникнуть нечто вроде живого организма?

...А то, глядишь, и мыслящего?! ■

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 7 ' 9 5