Per molto tempo, gli scienziati hanno trovato difficile dimostrare scientificamente il meccanismo di interazione dei neutrini con la materia. Da un lato, è stato considerato indiscutibile che il neutrino ha una capacità super-penetrante, non interagisce con la materia e perfora la Terra in tutto e per tutto senza incontrare ostacoli. D'altra parte, durante il test di un nanorivestimento multistrato creato dagli scienziati del Neutrino Energy Group, depositato su una lamina metallica e costituito da strati alternati di grafene e silicio con l'aggiunta di elementi di lega, i dispositivi di registrazione durante il test di una piastra energetica in un calcestruzzo bunker, a una profondità di 30 m in una gabbia Faraday ha mostrato la presenza di corrente elettrica. Un tale foglio di generazione di energia in formato A4 forniva una potenza elettrica stabile di 2,5-3,0 W.
Sperimentalmente, gli scienziati hanno scoperto che i parametri massimi di generazione di energia vengono raggiunti quando vengono applicati da 10 a 20 strati di silicio-grafene alla lamina con l'aggiunta di elementi di lega. Il nanorivestimento risulta essere sufficientemente denso, il che fornisce l'interazione necessaria con i neutrini e altre particelle dello spettro di radiazione invisibile per una conversione efficiente dell'energia dei campi di radiazione circostanti in corrente elettrica. Lo spessore totale del rivestimento preferito va da 0,01 mm a 1 mm, le particelle di silicio devono avere una dimensione da 5 nm a 500 nm, in modo particolarmente preferito 5 nm, e le particelle di grafene devono avere una dimensione da 20 nm a 500 nm, in modo particolarmente preferito 20 nm, poiché all'uso di questi parametri aumenta l'efficienza di conversione dell'energia.
Il meccanismo di interazione del neutrino con la materia è stato avvalorato dagli scienziati che hanno preso parte al lavoro sperimentale COHERENT. L'esperimento COHERENT nel laboratorio di Oak Ridge (USA) ha dimostrato che i neutrini a bassa energia partecipano a interazioni deboli con i nuclei della materia. Nel 2017 è stato scoperto sperimentalmente lo scattering elastico coerente dei neutrini. Il fisico dell'ORNL Jason Newby, coordinatore tecnico e uno degli 11 contributori dell'ORNL a COHERENT, in collaborazione con 80 ricercatori di 19 istituzioni e quattro paesi, ha affermato: neutrini sui nuclei.
I ricercatori sono stati i primi a scoprire e analizzare la dispersione elastica coerente dei neutrini da parte dei nuclei. Una descrizione dettagliata degli esperimenti è contenuta nell'articolo "Il rivelatore di neutrini più minuscolo del mondo scopre un'impronta digitale di grandi dimensioni". Un neutrino a bassa energia, come una pallina da tennis che si scontra con una palla da bowling, colpisce il nucleo grande e pesante di un atomo e gli trasferisce una piccola quantità di energia. Di conseguenza, il nucleo rimbalza quasi impercettibilmente, ad es. I neutrini a bassa energia partecipano alle interazioni deboli con i nuclei della materia. Un modello simile dell'interazione di neutrini ad alta e altissima energia con i nuclei di atomi di grafene può essere preso come una conferma teorica del modello per convertire l'energia del neutrino in corrente elettrica continua. Quando i neutrini di qualsiasi energia con massa entrano in collisione con i nuclei degli atomi di grafene, si verifica un piccolo "rimbalzo" di atomi di grafene, ad es. le vibrazioni degli atomi di grafene aumentano. Secondo il Karlsruhe Institute of Technology, il neutrino è almeno 500.000 volte più leggero dell'elettrone; la massa delle particelle è di circa 1,1 elettronvolt. Questa unità è comunemente usata nella fisica atomica per definire l'energia, ma può anche essere usata per calcolare la massa.
Tenendo conto che il flusso di neutrini che penetra costantemente nella Terra è di circa 60 miliardi di particelle al secondo attraverso 1 cm2 della superficie terrestre, l'interazione anche di una piccolissima parte di neutrini di massa con un nanomateriale multistrato fornisce un contributo significativo al valore totale della corrente continua generata.
Più forte è l'impatto dei campi di radiazione, compresi i neutrini, e maggiore è la temperatura, più forti saranno le vibrazioni degli atomi di grafene. Come risultato di un tale impatto, nel grafene si forma un'onda, simile alle onde sulla superficie del mare, risultante da una combinazione di piccoli movimenti spontanei e che porta alla comparsa di movimenti spontanei più grandi. Lo spostamento di un atomo, sommato agli spostamenti di altri atomi, provoca la comparsa di onde di superficie con polarizzazione orizzontale, note in acustica come onde d'amore. A causa delle peculiarità del reticolo cristallino del grafene, i suoi atomi vibrano come in tandem, il che distingue tali movimenti dai movimenti spontanei delle molecole nei liquidi. Dato che le vibrazioni degli atomi di grafene, ad esempio, sono 100 volte più forti delle vibrazioni degli atomi di silicio, allora la sovrapposizione della frequenza dell'azione esterna dei campi di radiazione, compreso l'effetto dei neutrini, sulla frequenza interna delle vibrazioni di " onde di grafene" determinate dalla temperatura Il moto browniano aumenta tali vibrazioni e porta alla risonanza delle vibrazioni atomiche.
Le vibrazioni tomoniche in risonanza consentono di moltiplicare il rinculo degli elettroni al contatto con silicio drogato. Il lato rivestito del film metallico diventa il polo positivo, mentre il lato non rivestito diventa il polo negativo.
Un importante vantaggio della tecnologia Neutrinovoltaica è, innanzitutto, l'indipendenza dalle condizioni atmosferiche, e le piastre generatrici non occupano grandi aree: sono poste una sopra l'altra e pressate insieme, il che garantisce un affidabile collegamento in serie delle piastre in la cellula generatrice. Diverse celle di generazione che compongono la sorgente di corrente sono collegate tra loro in serie e/o in parallelo fino al raggiungimento degli indicatori di corrente e tensione richiesti.
La tecnologia del neutrovoltaico è molto flessibile e consente di realizzare fonti di alimentazione di varie capacità e geometrie per un'ampia gamma di applicazioni: dai telefoni cellulari ai sistemi di alimentazione per le abitazioni e persino i veicoli elettrici. Basata sulla tecnologia Neutrinovoltaica sviluppata dal Neutrino Energy Group, la produzione commerciale di Neutrino Power Cubes con una potenza di uscita di 5 kW per l'alimentazione domestica inizierà in Svizzera tra la fine del 2022 e l'inizio del 2023.
2022-05-20 15:20:54
Autore: Vitalii Babkin