1.Введение

Многочисленные экспериментальные исследования дистанционного влияния вращающихся объектов, на статистические показания интенсивности гамма-излучения радиоактивных источников в аппаратурном спектре, выявили определенные закономерности воздействия на возбужденное ядро и полупроводниковую спектрометрию [1, 2]. Было обнаружено, что в сравнительном анализе статистических результатов двух режимов измерений (при отсутствии вращения и при вращении) проявляются следующие закономерности: во первых, в режиме вращения распределение пика полного поглощения (пик) сдвигается в сторону уменьшения интенсивности; во вторых, при определенных условиях изменяется форма распределения (появление дуплетов, «хвостов»); в третьих, в режиме вращения незначительно сдвигается распределение центра тяжести пика (энергии). Перечисленные эффекты позволяют фиксировать присутствие определенных факторов влияния связанных с вращением, как на радиоактивный источник, так и на регистрирующую аппаратуру.

Источником вращения послужил электродвигатель с различными насадками на валу. Вращение электродвигателя создает многокомпонентное физическое поле в окружающем пространстве, оказывающее влияние на статистическое распределение аппаратурного спектра гамма-излучения. Поэтому, возникла необходимость в более качественном эксперименте, позволяющим разделить влияние исследуемой компоненты поля и показать воздействие на возбужденное ядро, в тоже время не оказывая влияние на полупроводниковый детектор (ППД). Воздействие вращения на радиоактивный изотоп и измерение последействия были пространственно разделены.

2.Описание эксперимента

Экспериментальные исследования по обнаружению влияния генерируемого вращением поля на ППД определили следующую закономерность, величина сдвига статистического распределения напрямую зависит от «мертвого» времени детектора. Причем, в режиме вращения «мертвое» время может увеличиться в несколько раз, относительно статичного режима измерения. Так же, было замечено что, при длительном измерении в режиме вращения (несколько часов) и, переключая в дальнейшем на статичный режим, распределение пика в статичном режиме после вращения незначительно изменяется в сторону уменьшения относительно первоначального измерения (до вращения). Соответственно, проявляется эффект накопления и памяти в окружающем пространстве фактора влияния на возбужденное ядро и детектор. С целью экспериментального разделения степени влияния последействия на детектор и изотоп, через месяц после последнего включения режима вращения, проделан следующий опыт. В начале проводились 60 измерений площадей пиков гамма — квантов исследуемых изотопов (Cs¹³⁷, Co⁶⁰) в отсутствии вращающихся объектов. Использовались стандартные источники гамма – излучения (тип ОСГИ). Затем, на расстоянии ~50 м, в другом помещении, на исследуемый источник производили воздействие в течение 30 минут. Генератором поля воздействия послужил стальной диск, диаметром 90 мм и толщиной 5 мм, закрепленный на валу электродвигателя. Ось вращения вала направлена перпендикулярно поверхности Земли. Двигатель, мощностью 250 ватт, крепился к стойке. Вал двигателя вращался с угловой скоростью 6000об/мин по часовой стрелке (вид с верху), диск располагался над радиоактивным изотопным источником строго по оси на расстояниях от источника, определяемых условиями экспериментов. После этого, отключив электродвигатель, проводились соответствующие измерения в первом помещении, при неизменной геометрии.

В качестве измерительной аппаратуры использовался полупроводниковый детектор (ДГДК-63в), предусилитель (ПУГ-2К), усилитель (БУИ-3К) и анализатор (АМА-02Ф1). Измерялась площадь пика полного поглощения (пик), пропорциональная количеству регистрируемых гамма квантов и центр тяжести пика, пропорциональный энергии фотона, от различных источников радиоактивного излучения. Обработка анализируемого спектра проводилась программой «Search», разработанной в Дубне. Ширина энергетического разрешения анализируемого пика не превышала 3 КэВ. За один час измерений дрейф центра тяжести пика в сторону повышения либо понижения не превышал 0.5 КэВ.

В следующем этапе исследований, возникла необходимость в регистрации изменения периода полураспада радиоактивного изотопа, при дистанционном воздействии на него вращающимся объектом. Для данной методики измерения одним из оптимальных источников радиоактивности может быть изотоп Au¹⁹⁸, с периодом полураспада Т_1/2=64.7 часа и энергией гамма – линии равной 411 КэВ. Исследуемые образцы с определенным содержанием золота подготавливались из солевого раствора Au[H Cl₄]2H₂O. Высушенные образцы запаковывались в алюминиевую фольгу и облучались на Томском исследовательском ядерном реакторе ИРТ-Т. Было подготовлено два образца (~0.25 см²), один из них – контрольный (№1), второй образец (№2) находился под воздействием вращения (против часовой стрелки) по описанной выше методике. В общей сложности, период измерения двух образцов составил 270 часов, с 10 по 21 мая 2004 г. Общий период воздействия на второй образец, за все время эксперимента, не превысил 32 часа. Всего было проведено 37 циклов измерений, причем один цикл состоит из 30 измерений каждого образца, по 20 – 95 секунд. Время измерения подбиралось таким образом, что бы площадь пика была не менее 800 импульсов. Десятого и одиннадцатого мая были проведены 27 циклов измерений, затем с семнадцатого мая остальные 10 циклов. На контрольный образец воздействие не производилось, и он всегда находился в помещении с регистрирующей аппаратурой. В момент измерения контрольного образца, воздействие на второй образец не прекращалось. Геометрия измерения всегда оставалась постоянной, вплоть до сохранения угла по горизонтали с помощью меток.

Во время проведения эксперимента контроль качества измерений проводился при каждом наборе спектра. Качество определялось следующими параметрами; во первых, при значительном изменении напряжения, либо появлении токов утечки (вследствие повышения влажности и т.д.), происходит увеличение ширины пика, т.е. увеличивается энергетическое разрешение. Соответственно, значительно ухудшается точность определения площади пика. Аппаратурные факторы (изменение температуры и напряжения) на площадь пика влияние не оказывали. Влияние возможно только при условии дрейфа в несколько единиц (КэВ), за время набора спектра.

Во вторых, в силу того, что пик представляет типичный гауссиан, он характеризуется центром тяжести (первая производная у функции, аппроксимирующий пик, обращается в нуль), т.е. местоположением на энергетической шкале. При каждом измерении производилась регистрация центра тяжести пика. Анализ статистических результатов проводился с 95% степенью достоверности.

3.Анализ экспериментальных результатов

Рассмотрим полученные экспериментальные результаты, проведенные с долгоживущими изотопами. Как отмечалось выше, если существует поле, генерируемое вращением материальных объектов, не являющее электромагнитной компонентой, то может возникнуть достаточная воздействующая сила, оказывающая влияние на внутреннюю структуру возбужденного ядра. Поэтому, первые измерения были проведены до воздействия, вторые – после воздействия вращающегося объекта. Получены следующие результаты: для Cs¹³⁷ (энергия фотона 661.6 КэВ), при первом измерении средняя площадь пика – S_st¹=10895 имп., стандартная ошибка — s =32.5, при втором — S_st²=10804 имп., s =31.7, в дисперсионном анализе фактор Фишера равен F₁²=4.0 при F_kr=3.9, парный двух выборочный t-тест для средних равен t=2.07 при t_kr=1.67. Для Со⁶⁰ (энергия фотона 1332 КэВ) S_st¹=2025 имп., s =9.2, S_st²=1998 имп., s =7.0, F₁²=5.1 и t=2.1, для пика энергией 1173 КэВ изменение среднего значения в пределах ошибки, фактор Фишера F₁²< F_kr, хотя тенденция к уменьшению среднего значения площади пика сохранилась. В данном варианте b ^- распад Со⁶⁰ образует изомер Ni⁶⁰, возбужденные состояния которого имеют различные значения спинов – s₁₁₇₃=4 и s₁₃₃₂=2. Таким образом, фактор последействия вращающихся объектов оказывает влияние на внутреннюю структуру возбужденного ядра и для различных состояний изомера, воздействие на него может отличаться.

Если генерируемое вращающим объектом поле влияет на внутреннюю структуру ядра, то можно зафиксировать изменение «постоянной» распада. Для этой цели был выбран b ^- активный изотоп Au¹⁹⁸, возбужденное состояние изомера Hg¹⁹⁸ имеет значение спина – s₄₁₁=2. В отсутствии влияния, «постоянная» распада (теоретическое) имеет следующее значение l =0.0107. Соответственно, площадь пика пропорциональна S~exp(-l t), где t-время измерения. После проведения статистического анализа полученных экспериментальных результатов были определены уравнения тренда средних значений площади пиков двух образцов; контрольного – S₁=3209.2exp(-0.0109t) и второго образца, находящего под воздействием – S₂=3595exp(-0.0109t) при достоверности аппроксимации R²=0.9998. Первое что бросается в глаза, это отличие «постоянной» распада от теоретического значения на 1.8%, т.е. период полураспада изотопа золота в обоих образцах равен 63.5 часа. Вследствие того, что кривая контрольного образца отличается от теоретической кривой, то для последних десяти циклов измерений был вычислен коэффициент Пирсона, он равен c ²₁=19.5, при c ²_0,95=18.3. Статистический анализ дисперсии показал, что выход теоретической кривой за пределы «ворот» стандартного отклонения происходит после 160 часов измерений. Во вторых, это одинаковые значения «постоянной» распада двух образцов. Данное равенство говорит о присутствии корреляции средних значений площади пика.

С целью определения коэффициента корреляции средних значений пиков двух образцов, необходимо произвести нормировку на экспоненту распада. Следовательно, S_0x=S_xexp(0.0109t), где x=1; 2. Полученные нормировочные средние значения пиков показаны на диаграмме (рис.1), где средние стандартные отклонения для первого образца – D₁=62.2, для второго – D₂=68.3. Корреляционный анализ двух выборок показал следующие значения коэффициента корреляции – k, для всей выборки k₃₇=0.52, для последних 23 значений k₂₃=0.63, для последних 15 значений k₁₅=0.66. Видно, что с увеличением времени воздействия на второй образец, корреляция между средними значениями пиков двух образцов золота увеличивается. После приведения средних выборочных значений S_0x к относительным значениям P_x= S_0x/ S_x, был проведен двухфакторный дисперсионный анализ, где критерий Фишера по столбцам F=1.1 при F_kr=4.1 и по строкам F=3.07 при F_kr=1.74. Соответственно данный анализ показывает, что временной фактор оказывает значительное влияние на среднестатистические данные, т.е. важен момент времени измерения интенсивности.

Далее рассмотрим распределение дисперсии выборочных значений площади пика. Уравнения тренда для дисперсии в зависимости от продолжительности эксперимента следующие, D²₁=3877.2exp(-0.012t) при R²=0.9 и D²₂=4284.9exp(-0.0106t) при R²=0.88 (рис.2). Заметно уменьшение дисперсии контрольного образца в зависимости от продолжительности времени воздействия на второй образец. Экспоненциальное значение дисперсии первого образца от теоретического значения отличается на 10.8 %, а для второго образца отличие значения меньше 1%. Таким образом, уменьшение разброса вероятности распада изотопа золота в контрольном образце, по всей видимости, связано с информационной зависимостью со вторым образцом, на который в данный момент производится воздействие.

По технологии экспериментальных исследований изучаемые изотопы можно рассматривать как точечные радиоактивные источники. Исследования показали то, что воздействие дистанционным вращением на радиоактивный распад источников, в разных точках пространства, различно. Поэтому, для увеличения эффектов связанных с вращением, необходимо подбирать оптимальное местоположение источников излучения.

4.Обсуждение результатов

Проведенные эксперименты выявили три новых эффекта связанных с воздействием вращающих объектов на распад радиоактивных ядер. Во первых, зарегистрировано уменьшение периода полураспада возбужденного ядра; во вторых, проявляется корреляция независимых измерений, видимо связанная с эффектом квантовой (микроскопической) нелокальности и в третьих, с увеличением времени воздействия и времени измерения контрольного образца уменьшается статистическое отклонение от среднего значения интенсивности гамма-излучения.

Эффект микроскопической нелокальности проявляется в нарушении неравенств Белла, при исследовании парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР) [3]. Суть эффекта заключена в следующем, при спиновом взаимодействии квантовых систем друг с другом и дальнейшем их разъединении на макро расстояние, между ними остается информационная связь. Таким образом, изменение спина одной системы влечет за собой мгновенное изменение спина и у другой, на каком бы расстоянии они в последствии не находились. Если рассматривать ядра изотопа золота как квантовые системы, находившиеся в спиновом взаимодействии друг с другом на атомарно-ядерном уровне в солевом растворе то корреляция ядерного распада двух пространственно разнесенных образцов, при воздействии на изменение спинов одного из них неизбежна.

Вращающий макрообъект является источником возмущения окружающего его пространства физического вакуума, где вакуум будет испытывать поперечную спиновую поляризацию [4]. В результате возможно спиновое воздействие на внутреннее состояние возбужденного ядра и соответственно изменение его параметров, что в свою очередь может привести к изменению «постоянной» распада. По всей видимости, процесс воздействия через спиновые состояния возбужденных ядер изомеров второго образца и их нелокальной связи с ядрами первого образца и приводят к вышеперечисленным эффектам. В таком случае, уменьшение статистического разброса интенсивности гамма-излучения контрольного образца должно быть следствием того, что в момент его измерения ведется спин-торсионное воздействие на второй образец. Измерение второго образца есть исследование последействия.

Автор благодарит А.Ф.Судыко за активное участие в проведении эксперимента.

Литература

1. Мельник И.А., Экспериментальное обнаружение сохранения не пуассоновского статистического распределения излучения после отключения источника возмущения.// Изв.вузов.Физика., 2004, №2, с.15-18.
   
2. Мельник И.А., Экспериментальное обнаружение воздействия вращения на статистическое распределение аппаратурного спектра гамма-излучения изотопов.//Изв.вузов.Физика., 2004, №5, с.19-26.
   
3. Вижье Жан-Пьер., Доклад о парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена//в кн. Проблемы физики: классика и современность. – М.:Мир, 1982, с.227-254.
   
4. Акимов А.Е., Тарасенко В.Я. Модели поляризованных состояний физического вакуума и торсионные поля.//Изв.вузов.Физика., 1992, №3, с.13-23.