Der E-Cat SK und Partikelwechselwirkungen mit großer Reichweite
Übersetzung von
Andrea Rossi: E-Cat SK and long-range particle interactions, 2019/01/27, Update 2019/10/06
Zusammenfassung
Es werden einige theoretische Modelle vorgestellt, die die mögliche Bildung dichter exotischer Elektronencluster im E-Cat SK untersuchen. Einige Überlegungen zur wahrscheinlichen Rolle von Casimir-, Aharonov-Bohm- und Vakuumpolarisationseffekten bei der Bildung solcher Strukturen werden vorgeschlagen. Dichte Elektronencluster werden als wahrscheinliche Vorstufe für die Bildung von Protonen-Elektronen-Aggregaten im pikometrischen Maßstab eingeführt. Dies unterstreicht die Bedeutung der Bewertung der Plausibilität spezieller Elektron-Nukleon-Wechselwirkungen, wie bereits in [15] vorgeschlagen. Eine beobachtete Isotopenabhängigkeit einer bestimmten Spektrallinie im sichtbaren Bereich des E-Cat-Plasmaspektrums scheint das Vorhandensein einer spezifischen Proton-Elektronen-Wechselwirkung auf der Skala der Elektron-Compton-Wellenlänge zu bestätigen.
Einführung
Die E-Cat-Technologie ist eine ernsthafte und interessante Herausforderung für die konzeptionellen Grundlagen der modernen Physik. Besonders vielversprechend für das Verständnis dieser Technologie ist die Erforschung weitreichender Partikelwechselwirkungen. Im Abschnitt „Kernreaktionen in Fernkollisionen“ [21] hebt E. P. Wigner ihre Bedeutung für die Kerntransferreaktionen hervor: „Die Tatsache, dass Kernreaktionen vom Typ [math]Au^{197} + N^{14} \rightarrow Au^{198} + N^{13}[/math] bei Energien stattfinden, bei denen kollidierende Kerne nicht in Kontakt kommen, ist eine interessante, wenn auch wenig bekannte Entdeckung.“ In jüngerer Zeit wurde eine mögliche Doppelrolle von Elektronen bei Wechselwirkungen über große Entfernungen in Bezug auf die „Polarisierbarkeit von Nukleonen und die starke Kraft über große Entfernungen aus dem [math]\sigma I = 2[/math] -Mesonenaustauschpotential“ vorgeschlagen [15]: „Mit anderen Worten, diese beiden Ansichten befassen sich mit der Rolle der Elektronen. Eine besteht als Träger des Nukleons und die andere als Auslöser für ein weitreichendes Potential des Nukleons.“
In dieser Arbeit schlagen wir vor, dass in einem relativ großen Abstand, der zwischen der atomaren und der nuklearen Skala in der gleichen Größenordnung wie die Compton-Wellenlänge liegt, die Auswirkungen der Magnetkraft, der Casimir-Kraft und des Quantenvakuums / der virtuellen Partikel nicht ausgeschlossen werden dürfen. Insbesondere zeigen wir in Abschnitt 1, dass die Coulomb-Abstoßung zwischen Elektronen in einem Abstand von vier reduzierten Compton-Wellenlängen durch die Casimir-Kraft in spezifischen geometrischen Konfigurationen ausgeglichen werden kann. Die mögliche Rolle der Kasimir-Kräfte in der E-Cat-Technologie wurde von Professor Sven Kullander bei unseren Gesprächen im Jahr 2013 erstmals vorgeschlagen. In Abschnitt 2 wird das Kernkraftmodell nach N.D. Cook, V. Dallacasa und P. Di Sia [1, 20], das auf der magnetischen Anziehung zwischen Nukleonen basiert, auf Leptonen ausdehnt und unter der Vorbedingung, dass die Viererdistanz zwischen den Ladungen in der Minkowski-Raumzeit ein lichtähnlicher Vektor ist, ein mögliches Gleichgewicht von magnetischer und Coulomb-Kraft bei Vielfachen der Compton-Wellenlänge vorgeschlagen. In Abschnitt 3 wird kurz die Hypothese von L. Nelson, wonach virtuelle Partikel Abschirmkräfte in der Raumladung der Vakuumröhre erzeugen, als ein weiterer möglicher Mechanismus für Teilchenwechselwirkungen mit großer Reichweite vorgestellt. In Abschnitt 4 wird die Hypothese aufgestellt, dass der Aharonov-Bohm-Effekt im E-Cat genutzt werden kann, um spezielle Bedingungen zu schaffen, unter denen sich selbstorganisierte dichte Elektronencluster und pikometrische Protonen-Elektronen-Aggregate bilden. In diesem letzten Abschnitt wird eine spektroskopische Signatur dieser Strukturen besprochen. Abschnitt 5 enthält eine kurze Beschreibung des Versuchsaufbaus, während in Abschnitt 6 die Leistung des E-Cat SK berechnet wird.
1 Ladungscluster und die Casimir-Kraft
Puthoff und Piestrup schlagen in ihrer Arbeit „Charge confinement by Casimir force“ [22] als mögliche Ursache der von K. Shoulders und anderen Forschern erkannten hochdichten Ladungshäufung den „Vakuumdruck“ vor, der 1948 von H. B. G. Casimir vermutet und 1996 von S. K. Lamoreaux [18] experimentell nachgewiesen wurde. Um die Elektronen-Coulomb-Abstoßung mittels Vakuumdruck in einer Kugelschalenverteilung von [math]N[/math] Elektronen zu kompensieren, fand Puthoff einen kritischen Wert für den Kugelradius [math]R_N[/math]:
[math]R_N \approx \frac{\hbar \sqrt N}{2m_ec} = \frac{c \sqrt N}{2 \omega_e} = \frac{r_e \sqrt N}{2}[/math], |
(1) |
wobei [math]r_e = {c}/{\omega_e} = {\lambda_e\,}/{\,2\pi}[/math] die reduzierte Elektronen-Compton-Wellenlänge ist. Dieser Wert ergibt sich aus der Anwendung der Compton-Winkelfrequenz [math]\omega_e = {m_e c^2}/{h}[/math] als Grenzfrequenz für Elektronenvakuum-Wechselwirkungen und aus der Annahme einer spektralen Energiedichte für das Vakuum [math]\rho(\omega)[/math]:
[math]\rho(\omega) = \frac{\hbar \omega^3}{2\pi^2 c^3} d\omega[/math]. |
Für einen Ladungscluster von [math]N = {10^{11}}[/math] Elektronen beträgt die berechnete Clustergröße [math]D[/math] rund [math]D = 2R_N \approx 0.12\,\mu m[/math], ein Wert, der nicht zu weit von der typischen Ladungsclustergröße von Shoulders entfernt ist. Der Elektronenabstand [math]d_E[/math] in der Kugelschale, der das elektrostatische Potential minimiert, beträgt näherungsweise
[math]d_E \approx \sqrt \frac{4 \pi R^2_N}{N} = \sqrt \pi r_e \approx 1.78r_e \approx 0.68 \cdot {10^{-12}\,m}[/math]. |
(2) |
Interessanterweise ist dieser Abstand keine Funktion von [math]N[/math], sondern ein konstanter Wert in der gleichen Größenordnung wie die reduzierte Elektronen-Compton-Wellenlänge [math]r_e = \lambda_e / 2\pi \approx 0.38 \cdot {10^{-12}\,m}[/math]. Auf dieser Skala sollte das Elektron nicht als punktförmiges Teilchen modelliert werden, auch nicht als eine erste Annäherung. Um den Casimir-Effekt in freien Elektronenclustern zu bewerten, ist folglich ein detaillierteres und realistischeres Elektronenmodell vorzuziehen.
Ein interessanter Ansatz in diese Richtung wird von J. Maruani in seiner Arbeit „The Dirac Electron and Elementary Interactions“ [19] vorgeschlagen. Um die Casimir-Kraft zwischen Elektronen zu berechnen, schlägt Maruani vor, die Formel der Casimir-Kraft [math]F_C[/math] pro Flächeneinheit [math]A[/math] für „den Idealfall perfekter Platten im perfekten Vakuum bei 0 Grad Kelvin“ anzuwenden:
[math]\frac{F_C(d)}{A} = \frac{\pi ^2 \hbar c}{240d^4}[/math]. |
(3) |
Dabei ist [math]d[/math] der Abstand zwischen den Platten und [math]c[/math] die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Maruani erwägt ein „Zitterbewegung“ [5, 8, 2, 12] -Elektronenmodell, bei dem die reduzierte Compton-Wellenlänge einen Elektronen-„Durchmesser" beträgt. In diesem Fall wird die "Platten"-Fläche in (3) zu [math]A = \pi (\lambda_e\,/\,4 \pi)^2[/math] und die anziehende Casimir-Kraft [math]F_C(d)[/math] zwischen Elektronen kann berechnet und mit der Coulomb-Abstoßungskraft [math]F_e(d)[/math] verglichen werden:
[math]F_C(d) = \frac{\pi \hbar c \lambda^2_e}{3840d^4}[/math], |
(4) |
Die Entwicklung von Casimir-, Coulomb- und Magnetkräften
als Funktion des Abstands
[math]F_e(d) = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0} \cdot \frac{e^2}{d^2}[/math]. |
(5) |
Nach diesem Ansatz gleicht die Casimir-Kraft die Coulomb-Abstoßung ungefähr in einem Abstand [math]d_b \approx {2^{\lambda_e}/\,2\pi} \approx 0.77 \cdot 10^{-12}m[/math] aus, ein Wert nahe dem von zwei reduzierten Compton-Wellenlängen (siehe Abb. 1 in [19]).
Nach einem anderen Zitterbewegung-Elektronenmodell [12, 14] kann das Elektron durch eine Stromschleife mit dem Radius [math]r_e[/math] modelliert werden, die durch eine mit Lichtgeschwindigkeit rotierende Ladungsverteilung erzeugt wird. Diese Stromschleife wird als Ursprung der Masse, der Trägheit, des Drehimpulses, des Spins und des magnetischen Impulses des Elektrons vorgeschlagen. In diesem Fall hat die vom zbw-Strom (Zitterbewegungsstrom) umschlossene Fläche [math]A = \pi (\lambda_e\,/\,2\pi)^2 = \pi r^2_e[/math] einen viermal größeren Wert als den von Maruani verwendeten, und folglich kann die Casimir-Kraft einen viermal größeren Wert als den in (4) angegebenen erreichen. Mit dieser größeren Fläche wird die Coulomb-Abstoßung in einem Abstand [math]d_b \approx {4^{\lambda_e} /\,2\pi} \approx 1.54 \cdot {10^{-12}\,m}[/math] ausgeglichen, wie in Abb. 1 gezeigt, wo in einer logarithmischen Skala die hypothetische Casimir-Kraft zwischen zwei Elektronen zusammen mit Coulomb aufgetragen und eine magnetische Kraft berechnet wird, die die Elektronen als zwei parallel ausgerichtete Stromschleifen betrachtet.
2 Ladungscluster, Lorentzkraft und Zitterbewegung-Phasenkohärenz
Nach [12, 11] ist das Elektron einem magnetischen Fluss [math]\Phi_M = h / e[/math] gleichzusetzen, der dem Verhältnis aus der Planck-Konstanten [math]h[/math] und der Elementarladung [math]e[/math] entspricht. Folglich kann die mögliche Rolle einer magnetischen Anziehung bei der Ladungsbeschränkung nicht von vornherein ausgeschlossen werden. Wie in Abb. 1 gezeigt, kann die Magnetkraft zwischen zwei Elektronen, sieht man in ihnen ganz naiv zwei parallel ausgerichtete Stromschleifen, die Coulomb-Abstoßung nicht kompensieren. An dieser Stelle ist jedoch wichtig, daran zu erinnern, dass der Strom der Zitterbewegung durch eine Elementarladung [math]e[/math] erzeugt wird, die mit Lichtgeschwindigkeit [math]c[/math] entlang eines Umfanges rotiert, der der Compton-Wellenlänge des Elektrons entspricht [12, 13], und dass folglich eine Rotationsphasenkohärenz zwischen Ladungen im gleichen Lichtkegel die magnetische Anziehungskraft erheblich verstärken kann. In diesem Fall kann die Kraft als die Lorentzkraft [math]F_L[/math] berechnet werden, die auf eine Elementarladung einwirkt, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Ihr Wert kann die Coulomb-Abstoßung ausgleichen:
[math]F_L\,(d) = ecB\,(d) = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{e^2c^2}{d^2} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \cdot \frac{e^2}{d^2}[/math], |
(6) |
wobei
[math]B\,(d) = \frac{\mu_0 ec}{4\pi d^2}[/math] |
(7) |
die magnetische Flussdichte ist, die durch eine andere Elementarladung erzeugt wird, welche sich parallel mit Lichtgeschwindigkeit [math]c[/math] mit einem Abstandsvektor [math]\vec d[/math] orthogonal zum Ladungsgeschwindigkeitsvektor bewegt.
Einen ähnlicher Ansatz haben Norman Cook, Paolo Di Sia und Valerio Dallacasa [1, 20, 23] zum möglichen magnetischen Ursprung der starken Kernkraft vorgeschlagen. Die Voraussetzung, dass sich die Ladungen im selben Lichtkegel befinden müssen [16], kann erfüllt werden, wenn der Elektronenabstand [math]d[/math] ein ganzzahliges Vielfaches der Compton-Wellenlänge beträgt, während die rotierenden Ladungen die gleiche Zitterbewegungsphase haben:
[math]d = n\lambda_e[/math] |
(8) |
Die sehr restriktiven Bedingungen, unter denen (6) angewendet werden kann, dürften nur in äußerst einzigartigen Umgebungen geschaffen werden können. Eine mögliche Lösung wurde in [14] vorgeschlagen, wo der Spinwert [math]\pm\,\hbar/2[/math] als die Komponente des Drehimpulses [math]\hbar[/math] des Elektrons parallel zu einem externen Magnetfeld interpretiert wird, während das Elektron wie ein winziges Gyroskop einer Larmorpräzession unterzogen wird. Diese spezielle semiklassische Interpretation von Spin schließt nicht aus, dass der Drehimpuls des Elektrons unter bestimmten Bedingungen an das äußere Magnetfeld angepasst werden kann, sodass sich Elektronen als Elementarteilchen mit ganzem Spin [math]\hbar[/math] verhalten. In diesem Fall können Elektronencluster Bose-Einstein-Kondensate bilden, bei denen die Phasen der Elektronenzitterbewegung synchronisiert sind und die Elektronenabstände Gleichung (8) entsprechen. In dieser hochgeordneten hypothetischen Struktur mit niedriger Entropie wird die Coulomb-Abstoßung durch die Magnetkraft [math]F_L[/math] in Übereinstimmung mit (6) ausgeglichen.
In [14] wird ausgehend von einer geometrischen Interpretation der komplexen Phase der Elektronenwellenfunktion [7, 9, 2] ein grundlegender Zusammenhang zwischen Aharonov-Bohm-Gleichungen und einem Elektronenmodell vorgeschlagen. Dieser Ansatz legt die Möglichkeit nahe, Elektronenkondensate unter Ausnutzung des Aharonov-Bohm-Effekts effizient erzeugen zu können – ein Phänomen, das die Abhängigkeit der Phase der Elektronenwellenfunktion von elektromagnetischen Potentialen zeigt [10]. In [14] wird angenommen, dass ein Spannungsimpuls mit einer sehr kurzen, kritischen Anstiegszeit die Bildung kohärenter und dichter Elektronencluster begünstigen kann: „Die Vermutung basiert auf der Möglichkeit, dass als Folge des Aharonov-Bohm-Effekts eine schnelle, kollektive und gleichzeitige Variation der Zitterbewegung die Entstehung kohärenter Systeme katalysiert.“
Diese äußerst einzigartigen Elektronenkonfigurationen können in Gegenwart von Protonen kompakte neutrale Aggregate auf einer pikometrischen [math](10^{-12}\,m)[/math] Skala zwischen der Atomgröße [math](10^{-10}\,m)[/math] und der Kerngröße [math](10^{-15}\,m)[/math] bilden, geschaffen durch eine kohärente Kette bosonischer Elektronen mit Protonen im Zentrum ihrer Zitterbewegung [14]. Eine kritische, kathodentemperaturabhängige Schwelle der Elektronendichte ist eine wichtige Voraussetzung für die Entstehung solcher Strukturen. In dieser elektronenreichen Umgebung kann die Erzeugung und Vernichtung virtueller Teilchen eine besondere Rolle spielen, wie im folgenden Abschnitt gezeigt.
3 Raumladung, Vakuumpolarisation und virtuelle Partikel
Ein wichtiger Effekt in Vakuumröhren ist die sogenannte „Raumladung“. Dieser Name steht im Zusammenhang mit der spontanen Bildung einer Elektronenwolke um eine im Vakuum erhitzte Kathode. Obwohl dieser Effekt seit den Anfängen der Vakuumröhrentechnologie bekannt ist und ausgenutzt wird, fehlt ihm eine genau definierte Theorie. Diese Aussage wird durch die Beobachtung gestützt, dass die Bildung einer stabilen Raumladung durch die Coulomb-Abstoßung zwischen freien Elektronen verhindert werden sollte. L. Nelson schlägt im US-Patent 6465965 als Begründung für diese elektrostatische Abschirmung mit großer Reichweite eine mögliche Vakuumpolarisation vor, die durch die Erzeugung und Zerstörung virtueller Ladungspaare als Folge der durch die Heisenbergsche Unschärferelation vorhergesagten Quantenvakuumschwankungen erzeugt wird. Die Lebensdauer solcher Teilchen-Antiteilchen-Paare ist umgekehrt proportional zu ihrer Masse/Energie. Aber während ihres kurzen Bestehens können sie wie die Ladungen im festen Dielektrikum eines Kondensators wirken, welche, indem sie das elektrische Feld abschirmen, die Spannung senken, die erforderlich ist, um eine Ladung in Kondensatorplatten zu akkumulieren. Die Erzeugung dieser virtuellen Teilchen wird durch die hohe Dichte der zulässigen Energiezustände im Vakuum begünstigt und durch die relativ geringe Anzahl der zulässigen Zustände in einem gewöhnlichen metallischen Leiter behindert. Laut Nelson kann dieser Unterschied genutzt werden, um eine makroskopische Spannung und einen Energiegewinn zu erzeugen. Eine alternative Hypothese, die auf der selbstorganisierenden Zitterbewegung der Elektronenphasen im Vakuum und der Lorentzkraft beruht, ist jedoch möglich (siehe Abschnitt 2).
In jedem Fall ist die weiträumige Wechselwirkung zwischen den Elektronen in der Raumladung ein Phänomen, das es verdient, ernsthaft erforscht und untersucht zu werden.
Übersetzung wird fortgesetzt