О механизме сверхпроводимости (гипотеза) - продолжение статьи... Печать
Научные статьи - Фотоны, волны де Бройля, атом, векторный потенциал

 

Обратимся к теории стоячих волн: ( С. П. Стрелков. Ведение в теорию колебаний, М-Л 1950 ). Не повторяясь, воспользуемся ее результатами .

Длина стоячих волн в распределенной однородной системе, протяженностью L , с закрепленными или свободными концами определяется из

L = ½ ( λs s ), s = 0, 1, 2, 3,…..

откуда

λs = 2 L / s

Но могут ли стоячие волны образовываться в кольце ? Могут.

Примечание. Теперь, по прошествии почти стольких лет, в течение которых мне удалось проникнуть в существо волн де Бройля, а они относятся к стоячим и стационарным, я вновь могу сказать : могут!!! (См: "О векторном потенциале замолвим слово")

Как уже говорилось в первом разделе, при генерации ЭДС за счет развиваемых при этом электрических полей возникают вначале смещения атома-остова и валентного электрона. Это приводит к упругим деформациям атомов-остовов, и электрон обретает ускоренное движение (перемещение) от соседа к соседу. А когда, наконец, наступает сам момент обмена электроном, запускается колебательный процесс в решетке. Возникшие при этом волны всегда распространяются в обе стороны от места возникновения (удар по средине струны), чем и обеспечивается их встречное движение.

Деформации атомов-остовов хотя и малы, но весьма существенны для реализации обмена. И это подтверждается тем, что для восполнения их недостаточности для выше указанной группы требуются весьма высокие гидростатические давления . И лишь тогда, наконец, наступает сверхпроводимость. Так обстоит дело с возникновением фононных стоячих волн.

Что касается электромагнитных стоячих волн, то при возникновении ЭЭМИ и здесь образуются аналогичные встречные волны.

Отыщем соотношения, необходимые для совместного и согласованного существования обоих видов стоячих волн.

Длина волны фононных стоячих волн определяется постоянной решетки a . Так как обмен электроном может происходить при сближении двух ближайших соседних атомов- остовов, то

λs0 = 2 a

Поэтому основным квантовым числом для фононной стоячей волны будет

so = l / a ,

Где l = 2 п r - для тонкого сверхпроводящего кольца радиуса r (на поверхности односвязного сверхпроводника).

Скорость распространения электромагнитных волн c на несколько порядков больше скорости акустических волн u . Различны и области их существования: фононы существуют только в проводнике, а электромагнитные волны распространяются (и в рассматриваемом случае) только вне проводника, вдоль его поверхности. В связи с этим обход длины кольца электромагнитными волнами будет происходить в c / u раз чаще, чем фононами. Поскольку, однако, их частоты должны быть одинаковы (синфазны), то

λ g / c = λ s /u ,

Где λ g -длина волны электромагнитной стоячей волны. Отсюда получаем квантовое число n , характеризующее искомое соотношение

λ g / λ s = c / u = n

Следовательно, пока фонон преодолевает путь a , электромагнитная волна пройдет путь na . Поэтому as = ang , откуда

n = s / g

 

Учтем еще одно обстоятельство. Так как путь и тех и других волн в кольце бесконечен, то становится возможным такое положение, когда при круговом обходе кольца электромагнитной волной происходит ее смещение относительно начальной точки (узла) на целое число фононных полуволн. Это значит, что совпадение узлов фононных волн с электромагнитными может осуществляться со сдвигом на k = 0, 1, 2, 3,…. yзлов фононных, причем как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения . В результате для электромагнитной волны это будет означать как бы удлинение или укорочение окружности кольца, т.е.

 

2 π r +- k λ s / 2 = λ g .g

Или

a ( s +- k) = λ g g

Таким образом , появилось новое квантовое число k. В физике сверхпроводимости это новое квантовое число уже работает, выполняя существенную роль. В самом деле, толщина кольца не может быть нулевой. Но стоячие волны образуют каждый раз как бы цепочку-нить. В силу ненулевой толщины кольца эти цепочки-нити будут различаться своими длинами. Новое квантовое число учитывает и эту возможность. Каждая такая цепочка-нить является тоже квантом – порцией сверхпроводящего тока (токовой нитью) .

Отсюда следует, в частности, что сверхпроводящий ток должен представлять собою совокупность (набор, систему) сверхпроводящих цепочек-нитей, а их число – величину тока. (Постпримечание: в керамических сверхпроводниках число таких реализаций мало, поэтому для них и характерна слабая сверхпроводимость. )

Выводы: 1) Сверхпроводимость – это идеальный упорядоченный стационарный процесс обмена валентными электронами, обусловленный их увлечением элементарными электромагнитными импульсами при достижении последних синфазности с фононными стоячими волнами. 2) Похоже, что сверхпроводящий ток представляет собою систему сверхпроводящих цепочек-нитей, благодаря чему в сплавах они могут разветвляться. 3) Различие в длинах этих цепочек-нитей компенсируется возможностью для узлов электромагнитных стоячих волн смещаться на целое число узлов фононных стоячих волн как в сторону возрастания длины пути, так и в сторону ее сокращения.

 

3. О возможности экспериментального подтверждения

Как известно, стоячие волны не транспортируют энергию. Замкнутый сверхпроводящий ток может стать исключением в этом плане. Дело в том, что встречные движения стоячих электромагнитных волн , как и встречные электромагнитные импульсы, порождаемые источником ЭДС в нормальных электрических цепях, перемещают электроны в одном и том же направлении. Известно также, что стоячие волны образуются в результате наложения (интерференции ) отраженных от концов волн. Поэтому в механике стоячие волны не могут транспортировать энергию. А стоячие электромагнитные волны сохраняют течение тока. В замкнутой цепи ток течет. Но этот ток не пополняется новыми порциями энергии, так как образование стоячих волн не совместимо с наличием и действием источника ЭДС в электрической цепи. Поэтому затруднено и потребление или использование этого тока. Оно возможно, но в виде стационарных сверхпроводящих электромагнитов и им подобных устройств.

Но сверхпроводимость в принципе позволяет осуществить и такой эксперимент. Если в отрезке сверхпроводящей проволоки при температуре ниже критической возбудить ток, то в таком отрезке не смогут возникнуть стоячие волны, а тем более существовать, так как для этого ток должен быть замкнутым. Ведь стоячие электромагнитные волны не могут и излучать радиоволны: не возможен приток энергии. Колебательный контур обязан иметь источник энергии.

 

 

4. Сравнение гипотезы (кратко) с теорией БКШ и экспериментом.

Толчком к разработке теории БКШ послужило открытие изотопического эффекта, что стало основой для фононной концепции сверхпроводимости. Но по этой теории источником фононов являются нулевые колебания решетки. А по гипотезе рождение фононов обусловлено возникновением элементарных электромагнитных импульсов в двойном слое при замыкании электрической цепи с источником ЭДС. И по своим амплитудам рожденные фононы существенно отличаются от нулевых, так как последние в принципе виртуальны.

Куперовские пары. Гипотеза не нуждается в куперовских парах как носителях сверхпроводящего тока. Примечание: в опубликованных моих работах [ ] показано, что квантование магнитного потока, обусловленного движением электрона (ов) в магнитном поле, и без привлечения теории БКШ сопровождается неизбежным появлением в математических соотношениях удвоенного заряда электрона. Так что экспериментальное открытие этого удвоения было лишь случайным совпадением с БКШ.

Отметим, однако, что концепция о квантовой природе сверхпроводимости характерна и для БКШ и для гипотезы.

Экспериментальным подтверждением гипотезы могут служить и такие факты, кроме тех, которые уже упоминались, как отрицательное влияние ультразвука и нейтронного излучения. И то и другое вызывает нарушение фононных стоячих волн . А помехи, вызываемые магнитными и электромагнитными полями – «сбивают».регулярность стоячих электромагнитных волн.

 

Приложение.

1. Исходя из зонной теории, можно предположить, что характерное для таких одновалентных металлов, как медь, серебро, золото, да, по-видимому, и многих двухвалентных «нежелание» переходить в состояние сверхпроводимости связано, возможно, с тем, что у них зона проводимости практически совпадает с зоной валентности. Вследствие этого часть электронов, которым при температуре абсолютного нуля полагалось бы находиться в зоне валентности, остаются свободными. А свободные электроны препятствуют формированию фононных стоячих волн, без чего невозможно достижение сверхпроводящего состояния.

2. Взгляды автора на сверхпроводимость существенно изменились ("О векторном потенциале замолвил слово") на вывод о том, что рассчитывать на "укрощение" такого нрава сверхпроводника, как нежелание его участвовать в транспортировке электроэнергии на расстояние, остается.



 

Фотоны, волны де Бройля, атом, векторный потенциал

1Открытие-закономерность
2Был ли шанс у де Бройля проникнуть в тайны электронной волны?
3Фотон. Каков он?
4Масса фотона
5Цунами, фотоны и волны де Бройля. Что у них общего?
6Фотоны и волны де Бройля. Что у них общего? Они тороидальны
7Стягивающее свойство поверхностных циркуляций
8Почему не излучает и не падает на ядро орбитальный электрон?
9Некоторые модели фотона (из интернета)
10О механизме сверхпроводимости (гипотеза)
11О корпускулярности излучений атома водорода
12Векторный потенциал. Когда он однозначен и измерим?
13К вопросу об интерференция фотонов и волн де Бройля
14О векторном потенциале замолвим слово
15О связи биополя с волнами де Бройля
16О корпускулярности излучения атома водорода
17Освободим "магнитный" векторный потенциал от комплекса неполноценностей
18Парадоксы Мантурова
19О размере фотонов или гидрино природой не предусмотрено
20О размере фотонов (первая редакция)
21Эффект стягивающего "обруча" (открытие)
Безвозмездная помощь

Интересные новости

Ученые впервые измерили магнитное поле черной дыры в центре ...
Астрономы впервые смогли изучить то, что происходит в окрестностях горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, и обнаружить, что в ее окрестностях и в диске материи, которая ее окружает, присутствуют сильные и очень изменчивые магнитные поля...
Существование гравитационных волн поставлено под большое сом...
Анализ последней порции данных, собранных орбитальным телескопом ПЛАНК, позволяет с большей уверенностью говорить о том, что найденные в марте прошлого года гравитационные волны действительно являются результатом неправильной интерпретации наблюдений на антарктической обсерватории BICEP2, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения НАСА...
Удалось определить центр тяжести системы Сатурна...
Впервые за долгие годы ученым практически с точностью удалось определить центр тяжести системы Сатурна...