А.А.Шпильман
МНОГОЧАСТОТНОЕ
ВОЗБУЖДЕНИЕ ГЕНЕРАЦИИ АКСИОННОГО ПОЛЯ
"Классически" появление аксионного поля связывают с ориентацией спинов элементов вещества (электронов и ядер атомов) в каком то одном преимущественном направлении, и чем больше спинов ориентировано в одном направлении, тем больше напряженность аксионного поля.
В описанных в СП (№3/95, №5/95, №2/96, №3/96) активных генераторах аксионного поля с использованием механического вращения, ориентация спинов происходит за счет "чисто" гироскопических свойств, а в магнитодинамических в результате динамики прецессии магнитных моментов в переменном магнитном поле (см."Магнитодинамический генератор аксионного поля").
Описанные генераторы
весьма незначительно ориентируют спины элементов вещества, т.е. спиновая
поляризация вещества весьма мала. И связано это с тем, что спины и
электромагнитные моменты электронов и ядер атомов изначально ориентированы не
хаотично, а образуют замкнутые (кольцевые) структуры (домены). Потом, получение
спектров ЯМР (ядерного магнитного резонанса) и ЭПР (электронного парамагнитного
резонанса) в твердом теле, весьма сложная задача. Во-первых, весьма сложно (и
не всегда возможно) создать такие магнитные поля (Hо), которые были бы
сравнимы с собственным магнитным полем домена (на рис. - Нк). Во-вторых,
магнитные моменты "m"
элементов (ядер или электронов) замкнутых в кольцо, плоскость которого
параллельна внешнему магнитному полю, имеют разные частоты и противоположное
направление процессии в левом и правом плече магнитного кольца относительно
поля Hо. Так что применяемое в ЯМР переменное магнитное поле, перпендикулярное
Но, мало меняет энергетическое состояние домена.
В журнале "Физика элементарных частиц и атомного ядра" (1995г., том 26, вып. 1), в статье "Тороидальный отклик в ядерном магнитном резонансе", В.М.Дубовик описал способ получения ЯМР спектров тороидальных (кольцевых) структур переменным вихревым магнитным полем, возникающим при одновременном воздействии на магнитные кольца переменного электрического и магнитных полей, направленных перпендикулярно плоскости данных колец. Такой способ весьма трудоемок и не всегда применим, поскольку приходится использовать электрические поля большой напряженности. Но, пожалуй, возможен и другой способ воздействия на магнитные кольца - двух частотный.
Частота прецессии элементов кольца у которых m направлен по полю Но равна (на рис. левая половина кольца):
|
|
f1=( Mo * e /(2* Рi * M))*(Hк+Ho) |
(1); |
|
где |
Mo - магнитная проницаемость вакуума, |
|
|
e - электрический заряд элемента кольца(электрона или ядра атома), |
|
|
M - масса элемента кольца, |
|
|
Рi - константа "пи". |
Частота прецессии элементов кольца у которых m направлен против поля Но, равна (на рис. правая половина кольца):
|
|
f2=( Mo * e /(2* Рi * M))*(Hк-Ho) |
(2). |
Разница частот:
|
|
fd=f1-f2=( Mo * e /(2* Рi * M))*2*Ho) |
(3), |
т.е. разница частот определяется только напряженностью внешнего поля и равна удвоенному значению ларморовской частоты. прецессии в магнитном поле.
Таким образом, если в схеме, показанной на рисунке (или в устройстве магнитодинамического генератора аксионного поля) добавить магнитные поля Н1 и Н2, вращающиеся в плоскости, перпендикулярной Но, в противоположные стороны с частотами f1 и f2 соответственно, то возможно удастся перевести "кольцо" на более высокий энергетический уровень и, возможно, удастся разомкнуть "кольцо" (в микроскопических масштабах). Разомкнув кольца, уже можно попытаться сориентировать спины элементов, входивших в кольцо, в одном направлении.
Поскольку домены ("кольца") в веществе могут иметь большой разброс параметров, то имеет смысл менять f1 и f2, периодически пробегая весь спектр возможных значений, при этом сохраняя неизменной величину их разности.
Можно попытаться размыкать "кольца", воздействуя сочетанием магнитного поля, имеющего радиальную составляющую в плоскости "кольца", с переменным магнитным полем, перпендикулярным плоскости "кольца".
Но, только ориентируя спины электронов и ядер атомов в одном направлении, мы не сможем превысить некое предельное значение напряженности аксионного поля, обусловленное полной ориентацией всех спинов элементов, составляющих вещество. На этом и кончается "классика".
Дальнейшего увеличение напряженности аксионного поля можно добиться, меняя свойства ядер атомов, протонов и электронов, а также воздействуя непосредственно на само аксионное поле. Изменить момент вращения атома возможно в плане изменения электронных состояний в атоме по m уровням (см. ЖТЭФ, 1993, том 104, вып. 3(9), Н.Б.Баранов, Д.П.Вордман, и др., "К вопросу о том можно ли "Заставить атом вращаться""), но приведет ли это непосредственно к увеличению напряженности аксионного поля?