ИСКУСТВЕННЫЕ ПЛАЗМОИДЫ С НЕОБЫЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Косинов Н.В.

Аннотация

В статье приведены результаты исследований необычных плазмоидов, полученных в лабораторных условиях. В них обнаружены фракталы, представляющие собой системы многослойных вложенных конусов.

Исследования показали, что энергия плазмоидов представляет собой набор дискретных уровней, который подчиняется закону удвоения. Фрактальные плазмоиды проявляют ряд необычных свойств. Такие плазмоиды легко прожигают мишени из тугоплавких металлов, например, из вольфрама, в то время как на диэлектрики, например, на бумагу они не оказывают подобного действия. Прожигая вольфрам, они, тем не менее, не поджигают даже папиросную бумагу. Кроме этого, обнаружены необычные светящиеся объекты, которые сопровождают возникновение фрактальных плазмоидов. Эти светящиеся объекты возникали в различных местах пространства на значительном удалении от лабораторной установки. Необычное поведение плазмоидов в экспериментах позволяет сделать вывод о новом виде энергии, которая возникает при деструктуризации вещества.

1. Задача исследований.

В статье приведены результаты исследования плазмоидов, образованных импульсным током при разряде на газовый промежуток конденсаторных батарей. Исследования проводились на экспериментальной лабораторной установке "Унитрон", внешний вид которой и ее узлы показаны на рис.1. На рис.2 приведена блок-схема установки "Унитрон". Установка размещалась на деревянном столе, в котором отсутствовали металлические детали.

На рис.1а показан общий вид установки, на рис.1б – измерительно-накопительный блок, на рис.1в – блок питания, на рис.1г – разрядник, на рис.1д – блок поджига плазмы.

Рис.1. Внешний вид и узлы установки "Унитрон" для исследования фрактальных плазмоидов.

Рис.2. Блок-схема установки "Унитрон".

В ходе экспериментов на установке «Унитрон», были обнаружены фрактальные плазменные образования. Задачей исследований было выявление структурных особенностей плазмоидов и их свойств.

2. Наблюдаемые эффекты.

Появление плазмоидов сопровождалось громким хлопком, который напоминал звук выстрела. Визуально в момент образования плазмы наблюдалась яркая вспышка. На рис.3 показаны фотографии плазмоидов.

Рис.3. Плазмоиды, зафиксированные фотокамерой.

На фотографиях видны плазменные образования, имеющие яркое свечение. Эти плазменные образования занимали значительный объем пространства над лабораторным столом и практически накрывали узлы установки и руку оператора своеобразным «плазменным колпаком». "Плазменный колпак" не имел продолжения под крышкой стола. Вместо этого видеосъемка фиксировала необычные светящиеся объекты, которые располагались под столом на значительном удалении от зоны первичного плазмообразования. Эти светящиеся объекты не были продолжением «плазменного колпака», а являлись самостоятельными объектами. На рис.4 показаны кадры видеосъемок необычных светящихся объектов.

а б в

Рис.4. Необычные светящиеся объекты, сопровождающие плазмоиды.

Форма светящихся объектов была весьма необычной. На фотографиях видно, что они состоят из линейчатых фрагментов, которые образуют элементы правильной геометрической формы, чем резко отличаются от оптических эффектов в линзах объективов. Светящийся объекты существовали короткое время, при этом момент их появления предшествовал моменту возникновения основного плазмоида.

Необычная форма светящихся объектов указывает на то, что они не являются оптическими эффектами в линзах объектива фотокамеры. Оптические эффекты наблюдались в наших экспериментах как самостоятельные проявления. При этом они имели совершенно иной вид. Для сравнения на рис.5 показаны типичные случаи появления оптических эффектов в линзах, которые наблюдались в проводимых экспериментах.

а б

Рис.5. Оптические эффекты в линзах объектива фотокамеры.

Полученные результаты необычны и нуждаются в каком-либо теоретическом объяснении. Планируется ряд экспериментов с целью их углубленного изучения, которые должны внести ясность в понимание механизма их возникновения.

3. Экспериментальные исследования структуры плазмоидов.

Для выявления структурных особенностей плазмоидов применялись специальные тонкостенные мишени, изготовленные из тугоплавких металлов – тантала и вольфрама. Кроме этого в экспериментах использовались мишени, выполненные из диэлектриков, а также из диэлектриков с наклеенным и напыленным металлом. Структурные особенности исследовались по образовавшимся на мишенях "отпечаткам" структуры плазмоида. Проблему выявления регулярных структур удалось решить путем подбора толщины мишеней, выбором материала мишеней и регулировкой величины тока в установке «Унитрон».

Приведем результаты экспериментальных исследований плазмоидов. На фотографиях (рис.3) видны плазменные образования, имеющие яркое, ослепительное свечение. Эти плазменные образования занимали большой объем пространства над лабораторным столом и накрывали узлы установки. На рис.3.1в и рис.3.1г видна многоцветная структура плазменного образования. Плазмоид имеет слоистую структуру. Видно, что светящаяся зона пурпурного цвета занимает значительно больший объем пространства, чем яркая вспышка в центре.

На рис.6 показаны кадры видеосъемки тех же стадий появления плазмы, выполненные видеокамерой. Хотя вспышки визуально воспринимались как ослепительно-яркие, но, в отличие от съемок фотокамерой, они не "ослепляли" фоточувствительную матрицу видеокамеры. На кадрах видеосъемки видны плазменные образования, сквозь которые просматриваются узлы установки. На рис.6в видна слоистая структура плазмоида.

Рис.6. Кадры видеосъемки плазмоидов.

Появление плазмоида сопровождалось такими проявлениями: происходил громкий хлопок, напоминающий выстрел; визуально наблюдалась яркая вспышка; вслед за яркой вспышкой наблюдались два встречно направленных конусных плазменных образования (рис.7), которые затем превращались в два угасающих плазменных сгустка. На рис.7 показаны кадры видеосъемки, на которых видны плазменные конусы.

Рис.7. Конусные плазменные образования.

В ходе экспериментов выявлены необычные проявления плазмоидов. Плазмоиды легко прожигали отверстия в вольфраме, в то время как на диэлектрики, например, на бумагу они не оказывали такого действия. При этом происходила взрывоподобная возгонка металла. Бумага, помещенная в зону плазменного сгустка, не загоралась. Рука экспериментатора, находясь в зоне плазмоида, не ощущала тепла. На двухслойных мишенях, состоящих из бумаги с наклееным с одной стороны металлом или напыленным с одной стороны металлом, выгорал слой металла, в то время как бумага и пленка оставались невредимыми.

4. Исследование воздействия плазмоидов на металлы.

На рис.8 показаны кадры видеосъемки, на которых видны разлетающиеся фрагменты металлических мишеней при воздействии плазмоида.

Рис.8. Разлетающиеся фрагменты металлической мишени после воздействия плазмоида.

Эксперименты показали, что при воздействии плазмоида на мишени, выполненные из тугоплавких металлов, например, из вольфрама, плазмоид легко прожигал их. Мишени устанавливались за пределами плазмообразующего канала. На рис.9 показана фотография отверстия в мишени, образованное после действия плазмоида на мишень из вольфрама. Вокруг отверстия видны характерные кольца.

Рис.9. Фотография выгоревшего отверстия и кольцевых структур на вольфрамовой мишени.

Отметим, что температура плавления вольфрама 3370^оС, температура кипения вольфрама 5900^оС. В экспериментах наблюдалось не плавление и не кипение вольфрама, а взрывоподобная его возгонка.

Появление колец вокруг отверстий указывает на особенности внутренней структуры плазмоида. Кольцевая структура наблюдалась как за пределами выгоревшего отверстия, так и в центральной части плазмоида. Кольца в центральной области плазменного конуса хорошо фиксировались на толстостенной медной мишени. На рис.10 показана фотография толстой медной пластинки с углублением, образовавшимся после воздействия плазмоида. В углублении видны характерные кольца. Для надежной фиксации кольцевых структур подбирался уровень энергии разряда, толщина мишеней и расстояние их расположения от зоны плазмообразования. При большой энергии разряда плазма прожигала отверстия в мишени. При уменьшении энергии разряда и при удалении мишени от зоны празмообразования вместо отверстий образовывались углубления в мишени и хорошо фиксировались кольцевые структуры. Наблюдалось увеличение диаметра колец при удалении мишени от зоны празмообразования.

Рис.10. Фотография кольцевых структур на толстостенной медной мишени.

5. Воздействие плазмоидов на бумагу с металлическим покрытием.

Ниже приведен результат эксперимента с двухслойными мишенями, в качестве которых использовалась бумага с наклеенным металлом. Слой металла на диэлектрике – алюминий. На рис.11 показаны фотографии мишени со стороны металла и со стороны бумаги. Виден выгоревший участок металлического слоя, в то время как диэлектрик – бумага, осталась невредимой. На рис.11 надписи на бумаге "Чудо-плазма" и "Wonderful Plasme" выполнены для демонстрации эффекта невозгорания тонкой (писчей) бумаги при выгорании на ней металлического слоя.

Рис.11. Последствия воздействия плазмоида на бумагу с наклеенным металлом.

6. Воздействие плазмоидов на пленки с металлическим покрытием.

Интересные результаты наблюдались при воздействии на пленку с металлическим покрытием. На рис.12 крупным планом показана область, где напыленный металл выгорел, а тонкая легкоплавкая пластмассовая пленка осталась невредимой. Видно, что плазма, выжигая металлическое покрытие мишени, не разрушает изоляционный материал – тонкую пластмассовую пленку. Этот эффект наблюдался при установке мишеней так, чтобы они металлизированной стороной были обращены к плазмоиду. Если к плазмоиду был обращен диэлектрик, то плазма не разрушала ни пленку, ни напыленный металл.

Рис.12. Последствия воздействия плазмоида на пленку с напыленным металлом.

На рис.13 слева показана пленка с напыленным металлом в исходном состоянии. На рис.13 справа показана пленка после воздействия плазмы на металическое напыление. Плоские пленки приобретали характерную конусообразную форму и сохраняли ее после экспериментов. Металл у острия конусов испарялся под действием высокой температуры, а тонкий слой капроновой легкоплавкой пленки во всех экспериментах не выгорал, и принимал конусообразную форму.

Рис.13. Характерная конусообразная деформация тонких пленок с напыленным металлом.

7. Исследование воздействия плазмоидов на диэлектрики.

На рис.14 показаны фотографии результатов экспериментов по воздействию плазмоидов на бумагу без металлизации. В этом эксперименте использовалась писчая бумага (рис.14а) и папиросная бумага (рис.14б - рис.14г). Ни писчая бумага, ни папиросная не воспламенялась, хотя находились внутри плазменного образования. На папиросной бумаге в зоне воздействия плазмоида наблюдалось изменение цвета (эффект отбеливания). При этом бумажные мишени не загорались, хотя находились внутри огненного плазменного образования. Другие не электропроводные материалы плазмоид также не разрушал.

Рис.14. Последствие воздействия плазмоида на бумажные мишени.

8. Эксперименты по выявлению сопряженных структур в плазмоиде.

На рис.15 показаны фотографии "отпечатков" левого и правого конусов, зафиксированных в условиях одного плазменного образования. В этом эксперименте использовались одновременно две вольфрамовые мишени. Одна мишень устанавливалась в зоне левого плазменного конуса, другая - в зоне правого плазменного конуса. На фотографиях видны сопряженные структуры. Чередование светлых и темных полос в "отпечатках" левого и правого конусов являются сопряженными. В тех зонах мишени, где у правого "отпечатка" видна темная область, у левого "отпечатка" видна светлая область.

Рис.15. "Отпечатки" сопряженных структур левого и правого плазменных конусов.

9. Фрактальная структура плазмоидов.

По «отпечаткам» плазмоидов на мишенях из тугоплавких металлов установлено, что крупномасштабная структура в плазмоиде имеет конусоподобную форму, при этом плазменные конусы структурированы и в центральной части, и на периферии. Структура плазмоида представляет собой систему вложенных конусов. На рис.7 видно, что в экспериментах наблюдаются два симметричных плазменных конуса – левый и правый. Плазменные конусы оказались структурированными по фрактальному закону. На рис.16 схематически показаны системы вложенных конусов, восстановленных по "отпечаткам" на мишенях. Эти системы вложенных конусов представляют собой фрактальные структуры.

Рис.16. Фрактальная структура плазмоидов.

10. Двухэнтропийная динамика плазмоидов.

По результатам экспериментов воссоздана картина эволюции плазмоида. Она показана на рис.17 в верхней части рисунка. Последовательность этапов эволюции такая: от одного плазменного образования, к двум симметричным фрактальным системам вложенных конусов, затем к двум плазменным образованиям с хаотическим состоянием плазменного вещества и последующим рассеянием энергии в пространстве. На рис.17 вверху схематически показаны этапы двухэнтропийной динамики плазмоида. На рис.17 внизу показаны соответствующие кадры видеосъемки применительно к каждому этапу.

Как видим, одно плазменное образование превращается в два симметричных плазменных конуса. Затем два симметричных плазменных конуса превращаются в два плазменных сгустка. Такая смена последовательности плазменных состояний указывает на то, что на этапе перехода к фрактальным структурам в плазме происходит уменьшение энтропии. С увеличением интервала времени картина меняется. При переходе от упорядоченной двухконусной структуры к двум плазменным сгусткам происходит рассеяние энергии и, соответственно, увеличение энтропии. Видно, что закон возрастания энтропии выполняется только в среднем для большого промежутка времени, в то время как на начальной стадии наблюдается уменьшение энтропии.

Рис.17. Этапы эволюции плазмоида, демонстрирующие уменьшение и увеличение энтропии.

Высокая степень упорядоченности, выявленная в плазмоиде, вступает в противоречие с традиционным пониманием процессов в плазме [3]. Вместо неупорядоченного и хаотического поведения обнаружены фрактальные структуры, причем структуры эти проявились в макроскопическом масштабе.

Были проведены исследования по выявлению не только конкретного вида и формы структур в плазмоиде, но и взаимных соотношений элементов структуры. Укрупненно структура представляет собой две системы симметричных вложенных конусов. Внутри системы вложенных конусов существует фрактальная закономерность. При этом левая и правая системы вложенных конусов являются сопряженными. В соотношениях ширины полос фрактальных кольцевых структур видна характерная зависимость по принципу УДВОЕНИЯ периода [8]. Это значит, что энергия плазмоидов структурирована и представляет собой набор дискретных уровней, который подчиняется закону удвоения. На универсальность сценария удвоения периода в системах, имеющих хаотическое поведение, обратил внимание в своих исследованиях Фейгенбаум [7]. Необычное поведение плазмоидов в экспериментах позволяет сделать вывод о новом виде энергии, которая возникает при деструктуризации вещества [12,13].

Фрактальные структуры являются общим признаком для множества природных проявлений. Фракталы проявляются как на макроуровне, так и на уровне элементарных частиц [5,7,10,11,12,13]. Ниже приведены фотографии, демонстрирующие поведение плазмы в космическом пространстве. На фотографии космического объекта Mz3 видны два симметричных расходящихся конуса (рис.18), напоминающих наблюдаемые нами плазменные образования.

Рис.18. Фотография космического объекта Mz3 [10].

Еще более интересны биполярные струи космического объекта SS 433 (рис.19). На рис.19 видны два симметричных расходящихся конуса. Эти конусы очень напоминают сопряженные фрактальные структуры, обнаруженные нами в плазмоидах.

Рис.19. Космический объект SS 433 [11].

Важнейшим результатом приведенных экспериментов можно считать обнаружение фракталов в плазмоидах, что является прямым подтверждением существования в Природе закона уменьшения энтропии [1,2,4,5]. На примере выявленных фракталов в плазмоидах можно сделать вывод, что в Природе могут иметь место как процессы, идущие с уменьшением энтропии, так и процессы, идущие с возрастанием энтропии. Поэтому для оценки относительной степени упорядоченности состояний открытых систем может использоваться и энтропия Больцмана-Гиббса-Шеннона и энтропия Климонтовича [4].

На примере описанных выше исследований видно, что регулярные структуры в плазмоиде возникают и сохраняются короткое время. В нашем случае речь идет о времени, измеряемом миллисекундами. Здесь стоит подчеркнуть, что такие интервалы времени короткими можно считать только в рамках процессов в макромире и мегамире. В то же время, это очень длинные интервалы, если их оценивать в масштабах процессов микромира. Это значит, что важнейшим фактором в процессах самоорганизации выступает время. Если согласиться, что нарушение второго закона термодинамики имеет место, то это может происходить коротких интервалах времени в оценке темпа процессов в макромире, которые, тем не менее, являются очень длинными интервалами, если их оценивать в темпе процессов в мире элементарных частиц.

Фрактальные структуры в плазмоиде образованы системами заряженных частиц. Необычные свойства плазмоидов являются прямым следствием их фрактального строения. Остается загадкой, что заставляет системы заряженных частиц в плазмоиде выстраиваться в такие строгие по форме самоподобные (фрактальные) структуры?

11. Выводы

1. В плазмоидах обнаружены фракталы, представляющие собой системы многослойных, вложенных, сопряженных конусов.

2. Это значит, что энергия плазмоидов структурирована и представляет собой набор дискретных уровней, который подчиняется строгому закону.

3. В соотношениях параметров фрактальных структур наблюдается характерная зависимость, свойственная сценарию ФЕЙГЕНБАУМА, построенному по принципу удвоения периода.

4. Эксперименты указывают на реальность процессов, в которых происходит уменьшение энтропии.

5. Выявлена двухэнтропийная динамика эволюции плазмоидов – уменьшение и увеличение энтропии в одном процессе.

6. Выявлены необычные свойства фрактальных плазмоидов. Плазмоиды легко прожигают отверстия в вольфраме, в то время как на диэлектрики, например, на бумагу они не оказывают такого воздействия.

6. На примере космических объектов можно увидеть аналогичные по форме биполярные симметричные космические струи в виде двух расходящихся конусов, очень напоминающие сопряженные фрактальные структуры, обнаруженные нами в искуственных плазмоидах.

7. Необычное поведение плазмоидов в экспериментах позволяет сделать вывод о новом виде энергии, которая возникает при деструктуризации вещества.

Источники информации.

1. G.W.Wang, E.M.Sevick, Emil Mittag et al. Phys.Rev.Lett., v.89, 050601 (2002).

2. Е.Онищенко. Экспериментальное наблюдение нарушения второго закона термодинамики.

http://www.scientific.ru/journal/news/0802/n300802.html

3. БСЭ.т.19, с. 602, М.: 1975

4. Климонтович Ю. Л. Уменьшение энтропии в процессе самоорганизации. S-теорема. Письма в Журнал технической физики 1983, т. 8, с. 1412.

5. В.И.Аршинов, Ю.Л.Климонтович, Ю.В.Сачков. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И РАЗВИТИЕ: ДИАЛОГ С ПРОШЛЫМ, НАСТОЯЩИМ И БУДУЩИМ. (http://dr-gng.dp.ua/library/xaos/posl.htm)

6. Косинов Н.В. Эманация вещества вакуумом и законы структурогенеза. Физический вакуум и природа, N1, 1999.

7. Фейгенбаум М. Универсальность в поведении нелинейных систем. Успехи физ. наук. , 1983. Т.141, N 2, С. 343-374.

8. Косинов Н.В. Фракталы во внутренней структуре элементарных частиц. Физический вакуум и природа, №3, 2000, с.101-110.

9. Косинов Н.В. Происхождение протона. Физический вакуум и природа, №3, 2000, с.98-101.

10. Planetary Nebula Mz 3. http://www.rosicrucians.org/salon/hubbel/hubbel.html

11. SS 433: Chandra Reveals Pileup on Cosmic Speedway. http://chandra.harvard.edu/photo/2002/0214/

12. Косинов Н.В. Вода – энергоноситель, способный заменить нефть. Новая энергетика, N14, 2004.

13. Kosinov N.V. Water instead of oil. New Energy Technologies, N 14, 2004.