Устройство разгона материального тела до скорости, соизмеримой со скоростью света

Техническое решение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач. Устройство оно содержит теплоизолированную вакуумированную камеру, внутри которой расположен холодильник и, по меньшей мере, одна из стен которой выполнена из прозрачного для рентгеновского излучения материала. Внутри камеры расположены первый двигатель, на валу которого установлен диск, на окружности которого установлен второй двигатель, на валу которого установлена центрифуга. Первый двигатель представляет собой колесо, выполненное из свехпроводникового материала, возле которой по касательной расположены магниты, поверхность которых, обращенная в сторону колеса из сверхпроводникового материала, покрыта слоем магнитодиэлектрика, установленные с возможностью вращения указанного колеса магнитным полем. Колесо из свехпроводникового материала выполнено с возможностью пропускания электрического тока согласно эффекту Мейснера. Установка дополнительно содержит источник рентгеновского когерентного излучения, установленного с возможностью подачи указанного когерентного излучения на поверхность колеса из сверхпроводящего материала.

Техническое решение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для решения научных и прикладных задач.

Известен (RU, патент 2154890, опубл. 2000) рельсотронный ускоритель, содержащий электроизоляционный корпус, якорь и несколько N пар токопроводных параллельных рельсов, образующих канал ускорителя и закрепленных в корпусе так, что первые рельсы всех пар и вторые рельсы всех пар разделены изоляционными промежутками, якорь включает электрически изолированные друг от друга электропроводные перемычки по числу рельсов N, установленные на общем изоляторе с возможностью скольжения по рельсам, со стороны входа канала вторые рельсы i-й пары соединены с первыми рельсами i+1 пары (где i=1N - 1) посредством неподвижных электропроводных перемычек, а первый рельс первой пары и второй рельс N-й пары выведены для подключения к источнику питания.

Известен также (RU, патент 2175173, опубл. 2001) ускоритель, содержащий систему питания, вакуумную камеру, по крайней мере, один высоковольтный генератор, систему фокусировки, ускоряющие электроды, систему подачи ускоряемого рабочего тела. Кроме того, он содержит, по крайней мере, один конденсатор, по крайней мере, один основной уединенный проводник, при этом внутри проводника выполнен источник ускоряемого рабочего тела, причем вакуумная камера содержит стенки, выполненные из изолятора в виде золирующих труб и в камере выполнено устройство удержания на весу элементов ускорителя, выполненное с возможностью удерживать на весу элементы ускорителя, образующие составные части ускорителя, при этом устройство удержания на весу элементов ускорителя выполнено с возможностью удерживать на весу внутри вакуумной камеры вместе с другими элементами ускорителя основной уединенный проводник так, чтобы уединенный проводник не касался стенок вакуумной камеры.

Известен (RU, патент 2455800, опубл. 2011) способ электростатического ускорения макрочастиц, заключающийся в том, что макрочастицы электрически заряжают и ускоряют электростатическим полем, причем ускоряемые макрочастицы, имеющие цилиндрическую форму с конической головной частью с диаметром цилиндра D=6 мкм, с длиной конической части l_cone=3 мм и общей длиной l=10 мм, изготавливают из вольфрама, предварительно покрывают платиной и пассивируют кислородом, в состав макрочастиц предварительно вводят атомы железа в количестве 3,3% от количества атомов вольфрама, макрочастицы намагничивают в направлении продольной оси, ориентируют в пространстве так, чтобы их ось намагничивания совпадала с осью ускорения и предварительно ускоряют импульсным магнитным полем.

Известен (RU, патент 2456782, опубл. 2010) способ ускорения макрочастиц, заключающийся в том, что макрочастицы облучают пучком электронов, инжектированных из электронной пушки, электрически их заряжая, предварительно ускоряют электростатическим полем до скорости, соответствующей скорости инжекции, и окончательно ускоряют полем бегущего токового импульса, причем макрочастицы имеют цилиндрическую форму с диаметром D=20 мкм и длиной l=10 мм, при этом перед предварительным ускорением макрочастицы намагничивают в направлении продольной оси и ориентируют, пропуская через магнитное поле в пространстве так, чтобы их ось совпадала с осью ускорения.

Недостатком все приведенных источников информации следует признать невозможность их применения для разгона материальных объектов до скорости, соизмеримой со скоростью света.

В ходе проведения патентно-информационного поиска не выявлен источник информации, в котором были бы раскрыты условия (устройство и способ) разгона материального тела до скорости, сравнимой со скоростью света.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента лабораторного оборудования.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного устройства, состоит в обеспечении возможности проведения экспериментов с материальными объектами на релятивистских скоростях.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство разгона материального тела до скорости, соизмеримой со скоростью света. Разработанное устройство содержит теплоизолированную вакуумированную камеру, внутри которой расположен холодильник и, по меньшей мере, одна из стен которой выполнена из прозрачного для рентгеновского излучения материала, внутри камеры расположены первый двигатель, на валу которого установлен диск, на окружности которого установлен второй двигатель, на валу которого установлена центрифуга, причем первый двигатель представляет собой колесо, выполненное из свехпроводникового материала, возле которой по касательной расположены магниты, поверхность которых, обращенная в сторону колеса из сверхпроводникового материала, покрыта слоем магнитодиэлектрика, установленные с возможностью вращения указанного колеса магнитным полем, при этом колесо из свехпроводникового материала выполнено с возможностью пропускания электрического тока согласно эффекту Мейснера, при этом установка дополнительно содержит источник рентгеновского когерентного излучения, установленного с возможностью подачи указанного когерентного излучения на поверхность колеса из сверхпроводящего материала.

Устройство работает на следующих принципах. Оно содержит крут, который будет вращается под действиием первого двигателя, при этом на окружности круга установлен второй двигатель, который вращает небольшую центрифугу с кабиной.

Если раскрутить первый двигатель до угловой скорости 200.000 км/сек и затем запустить второй двигатель, чтобы он вращал центрифугу с угловой скоростью 110.000 км/сек таким образом, чтобы она вращалась перпендикулярно вращению первым двигателем круга, то можно получить линейную скорость перемещения центрифуги близкую к скорости света, поскольку векторная угловая скорость вращения круга и векторная угловая скорость движения по окружности кабины центрифуги будут складываться и итоговая скорость будет, по меньшей мере, соизмерима со световой. Это подтверждает расчет, сделанный на основе формулы сложения релятивистских скоростей:

.

Таким образом удастся достичь материальному телу достичь скорости, соизмеримой со скоростью света.

Используемые в устройстве двигатели представляют собой комбинацию устройств, работающих на эффекте Мейснера и на опыте профессора Лебедева (1895 год) по определению импульса фотона.

Эффект Мейснера представляет собой выталкивание магнитных полей из сверхпроводника.

Известно, что если охладить кусок железа до -272°C, то он будет выталкивать из себя магнитные поля и если под ним поставить магнит, то этот кусок железа будет левитировать над ним (магнитом). При задании разности потенциалов на магнит и железо кусок железа будет двигаться над магнитом в одну сторону. На этом способе построены поезда на магнитной подвеске. Также с использованием сверхпроводимости (уменьшения потерь электроэнергии) пытаются сделать токамак ИТЭР экономически выгодным.

Если из сверхпроводника выполнить колесо и охладить его до температуры -272°C и возле него по касательной расположить магниты таким образом, чтобы они вращали это колесо в одном направлении, то это колесо понемногу вращаясь будет давать какой-то ток по известному принципу. Далее этот ток направляют на колесо (-) и на магниты (+) и тогда, по примеру поезда на магнитной подушке, колесо станет вращаться еще быстрее, давая еще большую разность потенциалов на колесо и магниты. И, таким образом, колесо из сверхпроводника будет вращаться довольно быстро.

Чтобы магниты вращали колесо в одну сторону нужно покрыть магнитодиэлектриком ту часть магнита, которая находиться ближе к колесу. Чтобы боковые магнитные поля не препятствовали вращению.

Поскольку колесо будет сверхпроводящим, то потери электроэнергии на нем будут равны нулю (R=0).

Таким образом, необходимо только затратить работу только на охлаждение колеса из сверхпроводника. Сейчас сверхпроводимость уже можно сделать при t=-88°C. В идеальном варианте подобный двигатель надо разместить в космосе: там и охлаждать его не надо, и не будет трения и не будет веса у этой Установки.

В данном случае сверхпроводящее колесо представляет монополь и поэтому будет отталкиваться от магнитов и все время вращаться.

Далее, после раскрутки диска, закрепленного на сверхпроводящем двигателе, до десятков тысяч оборотов в секунду следует использовать известный опыт Лебедева, который позволит увеличить число оборотов до угловой скорости в 200.000 км/сек.

При проведении опыта по определению импульса фотона профессор Лебедев в 1895 году поставил пропеллер в вакуумный сосуд и включил свет (оптическое излучение), что привело к вращению пропеллера.

Это значит, что свет, а именно лазер (желательно рентгеновский) сможет за некоторое время (возможно, длительное) разогнать диск сверхпроводящего двигателя до скорости, соизмеримой со световой.

И далее, должен будет включиться второй аналогичный двигатель, но с центрифугой, крутящийся материальное тело в центрифуги со скоростью, соизмеримой со световой.

Устройство разгона материального тела до скорости, соизмеримой со скоростью света, характеризуемое тем, что оно содержит теплоизолированную вакуумированную камеру, внутри которой расположен холодильник и, по меньшей мере, одна из стен которой выполнена из прозрачного для рентгеновского излучения материала, внутри камеры расположены первый двигатель, на валу которого установлен диск, на окружности которого установлен второй двигатель, на валу которого установлена центрифуга, причем первый двигатель представляет собой колесо, выполненное из сверхпроводникового материала, возле которой по касательной расположены магниты, поверхность которых, обращенная в сторону колеса из сверхпроводникового материала, покрыта слоем магнитодиэлектрика, установленные с возможностью вращения указанного колеса магнитным полем, при этом колесо из сверхпроводникового материала выполнено с возможностью пропускания электрического тока согласно эффекту Мейснера, при этом установка дополнительно содержит источник рентгеновского когерентного излучения, установленного с возможностью подачи указанного когерентного излучения на поверхность колеса из сверхпроводящего материала.