ОТРИМАННЯ НЕЙТРОННОЇ МАТЕРІЇ ТА ГІПЕРВАЖКИХ ЯДЕР: МОЖЛИВІ КВАНТОВО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ ПІДХОДИ

Автор(и)

  • Г.Б. Рязанцев Московський державний університет імені Ломоносова, Russian Federation
  • В.І. Висоцький Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Ukraine
  • Г.К. Лавренченко ТОВ «Інститут низькотемпературної енергетичної технології», Ukraine
  • С.С Недовєсов Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/1810-4215.2021.34.244251

Ключові слова:

надважкі ядра, нейтронна матерія, електронно-ядерний колапс, конденсація ультрахолодних нейтронів, первинна космогенна матерія, темна матерія

Анотація

Обговорюються можливі механізми створення як надважких ядр шляхом електронно- ядерного колапсу, так і нейтронної матерії шляхом конденсації ультрахолодних нейтронів. Принципову можливість існування таких об'єктів було раніше обґрунтовано А.Б.Мігдалом, який припустив, що відома множина протон-нейтронних ядр з масовими
числами від 0 до 300 і максимальною питомою енергією зв'язку близько 8 МеВ/нуклон при A≈60 відповідає першій області, за межами якої (починаючи приблизно з заряду Z>1600) існує додаткова область, що описує можливий стан ядерної матерії, стабілізованої піонним конденсатом. У цій галузі максимальна питома енергія відповідає ≈15МеВ/нуклон при A ≈ 100000. Показано, що нейтронна матерія може бути отримана за певних умов, а її систематизація може бути здійснена як додаток до періодичної таблиці. При вирішенні таких завдань стає цілком реальним вивчення не тільки фізичних, але й хімічних, а, можливо, і інженерно-технічних властивостей. Аналіз показує, що стійкість нейтронної матерії на мікрорівні забезпечується таммовською взаємодією та бета-рівновагою Хунда. Така матерія може бути досить стійкою не тільки на мегарівні (нейтронні зірки) за рахунок гравітаційної взаємодії, як передбачалося раніше, але і в масштабах "звичайної" матерії. Процес нейтронізації можливий
не тільки при критичній гравітаційній взаємодії, але й за іншими механізмами (надкритичне збільшення
атомного номера елементів за рахунок електронно- ядерного колапсу та конденсації ультрахолодних нейтронів), що відкриває шлях до принципової можливості отримання як нейтронної матерії в лабораторних умовах, так і згоряння ядер. На основі робіт Мігдала, Тамма та Хунда аргументується можливість існування стабільної нейтронної матерії (з Z >> 175, N >> Z, A > 10 3  -10 5 та розміром 200-300 фемтометрів і більше) на мікрорівні, а не лише на мегарівні, як це зараз вважається в астрофізиці. Проводиться критичний аналіз усталеної концепції мінімально можливої маси нейтронних зірок. Пропонуються такі квантово-технологічні підходи до реалізації конденсації UCN: 1. Повільний ізотермічний стиск; 2. Холодильник для розчинення гелію-3 та гелію-4; 3. використання конічного концентратора для
фокусування UCN (конус Висоцького); 4. Магнітна пастка; 5. Додаткове лазерне охолодження UCN. Нейтронна матерія сприймається як потенційний космологічний кандидат у темну матерію. Слід враховувати можливість утворення фрагментів нейтронної матерії як темної матерії (нейтральної, фемто-, пико- і нанорозмірів, охолодження реліктів ускладнює їхнє виявлення до теперішнього часу) вже при початковому зародженні Всесвіту, що є домінуючим процесом. Спостережувана частина Всесвіту утворена залишковою частиною протонів, а потім одиночними нейтронами, що розпалися, і нестабільними фрагментами нейтронної матерії (з Z> 175, N >> Z, але A <10 3 -10 5 ).

Посилання

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2004, Foundations of Phys. Lett., 17, No.3, 203.

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2004, Foundations of Phys., 34, No.11, 1801.

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2006, Foundations of Phys. Lett., 19, No.1, 21.

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2007, Controlled Nucleosynthesis. Breakthroughs in Experiment and Theory /Eds. S.V.Adamenko, F.Selleri, A.van der Merwe), Series: Fundamental theories in Physics, 156, Springer, Chapter 10.1, 363.

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2007, Controlled Nucleosynthesis. Breakthroughs in Experiment and Theory /Eds. S.V.Adamenko, F.Selleri, A.van der Merwe, Series: Fundamental theories in Physics, 156, Springer, Chapter 11, 415.

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2007, Controlled Nucleosynthesis. Breakthroughs in Experiment and Theory /Eds. S.V.Adamenko, F.Selleri, A.van der Merwe), Series: Fundamental theories in Physics, 156, Springer, Chapter 10.7, 401.

Adamenko S.V., Vysotskii V.I.: 2005, Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques., №4. 30 (in russian).

Canuto V.: 1975, Ann. Rev. Astr. Ap., 13, 335.

Chernin A.D.: 1994, Adv. in Phys. Sci., 164, №8, 889.

Chudaykin A., Gorbunov D., Tkachev I.: 2016, Phys. Rev. D 94, 023528.

Chudaykin A., Gorbunov D., Tkachev I.: 2018, Phys. Rev.D 97, 083508.

Добротин Р.Б., Карпило Н.Г., Керова Л.С., Трифонов Д.Н. (1984) Летопись жизни и деятельности Д.И. Менделеева /Отв. ред. А.В. Сторонкин, Л.: Наука.

Gamow G.: 1946, Phys. Rev., 70, 572

Hund F.: 1936, Ergebnisse der exakten Naturwissen-schaften, 15, 189.

Ignatovich V.K.: 1996, Adv . in P hys . S ci ., 166, №3, 303.

kornell E.A., Viman K.E., Ketterde V.: 2003, Adv . inP hys . S ci ., 173, №12, 1319.

Менделеев Д.И.: 1934, Периодический закон. Сочинения. Л.-М., Т.2 /Под ред. А.Н. Баха, Б.Н. Выропаева, И.А. Каблукова, Л.: Госхимтехиздат, 520.

Менделеев Д.И.: 1991, Границ познания предвидеть невозможно. Собрание работ. Составитель Ю.И.Соловьев. М.

Мигдал А.Б.: 1983, Теория конечных Ферми систем и свойства атомных ядер, издание второе, переработанное и дополненное, М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 54.

Pains D.: 1980, Adv . in P hys . S ci ., 131, №3, 479.

Potekhin A.Yu.: 2010, Adv . in P hys . S ci ., 180, №12, 1279.

Ryazantsev G.B., Lavrenchenko G.K., Beckman I.N., Buntseva I.M., Nedovesov S.S.: 2018, Odessa Astron. Publ., 31, 33.

Ryazantsev G.B., Lavrenchenko G.K., Beckman I.N., Buntseva I.M., Nedovesov S.S.: 2019, ISINN-26. 26th International Seminar on Interaction of Neutrons with Nuclei. Dubna, JINR, Russia, 37.

Ryazantsev G.B., Lavrenchenko G.K.: 2014, Tekhnicheskie gazy, №1, 3.

Ryazantsev G.B., Lavrenchenko G.K.: 2016, Tekhnicheskie gazy, №4, 41.

Ryazantsev G.B.: 2016, Nauka i zhizn’, № 2, 76.

Ryazantsev G.B., Lavrenchenko G.K., Beckman I.N., Khaskov M.A.: 2017, ISINN-24. 24th International Seminar on Interaction of Neutron with Nucle. Dubna, JINR, Russia, 65.

Ryazantsev G.B., Lavrenchenko G.K., Beckman I.N.: 2018, 18-th Gamow Summer School. Odessa, Ukraine, Abstrats, 15.

Serebrov A.P, Boldarev S.T., Erykalov A.N.: 2011, Physics Procedia, 17, 251.

Шапиро Ф.Л. (1976) Нейтронные исследования. Собрание трудов. Москва: Наука, Кн. 2: 348

Тамм И.Е. (1975) Теория ядерных сил и атомного ядра. Собрание научных трудов, т.1, Наука, М., 283-326

Vysotskii V.I., Vysotskyy M.V.: 2011, Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 5, №2, 330.

Высоцкий В.И., Кузьмин Р.Н. (1987) Способ формирования импульсного потока нейтронов. Авт. свид. №1346031

Zel’dovich Ya.B., Popov V.S.: 1971, Adv . in P hys . S ci ., 105, 403.

Zwicky F.: 1958, Publications of the Astronomical Society of the Pacific. Printed in U.S.A., 70, № 416, 506.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-08

Номер

Розділ

Cosmology, gravitation, astroparticle physics, high energy physics