Por muito tempo, os cientistas acharam difícil fundamentar cientificamente o mecanismo de interação dos neutrinos com a matéria. Por um lado, considerou-se indiscutível que o neutrino tem uma capacidade superpenetrante, não interage com a matéria e atravessa a Terra sem encontrar obstáculos. Por outro lado, ao testar um nanocoating multicamada criado por cientistas do Neutrino Energy Group, depositado sobre uma folha de metal e composto por camadas alternadas de grafeno e silício com adição de elementos de liga, dispositivos de registro ao testar uma placa de energia em um concreto bunker, a uma profundidade de 30 m em uma gaiola Faraday mostrou a presença de corrente elétrica. Essa folha de geração de energia de tamanho A4 forneceu uma saída elétrica estável de 2,5-3,0 W.
Experimentalmente, os cientistas descobriram que os parâmetros máximos de geração de energia são alcançados quando 10 a 20 camadas de silício-grafeno são aplicadas à folha com a adição de elementos de liga. O nanocoating acaba sendo suficientemente denso, o que proporciona a interação necessária com neutrinos e outras partículas do espectro de radiação invisível para a conversão eficiente da energia dos campos de radiação circundantes em corrente elétrica. A espessura total de revestimento preferida é de 0,01 mm a 1 mm, as partículas de silício devem ter um tamanho de 5 nm a 500 nm, particularmente preferencialmente 5 nm, e as partículas de grafeno devem ter um tamanho de 20 nm a 500 nm, particularmente preferencialmente 20 nm, uma vez que o uso desses parâmetros aumenta a eficiência da conversão de energia.
O mecanismo de interação do neutrino com a matéria foi comprovado por cientistas que participaram do trabalho experimental COHERENT. O experimento COHERENT no laboratório Oak Ridge (EUA) provou que neutrinos de baixa energia participam de interações fracas com núcleos de matéria. Em 2017, o espalhamento elástico coerente de neutrinos foi descoberto experimentalmente. O físico do ORNL Jason Newby, coordenador técnico e um dos 11 colaboradores do ORNL no COHERENT, em colaboração com 80 pesquisadores de 19 instituições e quatro países, disse: neutrinos em núcleos.
Os pesquisadores foram os primeiros a descobrir e analisar a dispersão elástica coerente de neutrinos por núcleos. Uma descrição detalhada dos experimentos está contida no artigo "O menor detector de neutrinos do mundo descobre uma grande impressão digital da física". Um neutrino de baixa energia, como uma bola de tênis colidindo com uma bola de boliche, atinge o núcleo grande e pesado de um átomo e transfere uma pequena quantidade de energia para ele. Como resultado, o núcleo salta quase imperceptivelmente, ou seja, Neutrinos de baixa energia participam de interações fracas com núcleos de matéria. Um modelo semelhante da interação de neutrinos de alta e ultra-alta energia com os núcleos de átomos de grafeno pode ser tomado como uma fundamentação teórica do modelo de conversão de energia de neutrinos em corrente elétrica contínua. Quando neutrinos de qualquer energia com massa colidem com os núcleos dos átomos de grafeno, ocorre um pequeno “salto” de átomos de grafeno, ou seja, as vibrações dos átomos de grafeno aumentam. De acordo com o Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, o neutrino é pelo menos 500.000 vezes mais leve que o elétron; a massa da partícula é de cerca de 1,1 elétron-volt. Esta unidade é comumente usada em física atômica para definir energia, mas também pode ser usada para calcular massa.
Levando em conta que o fluxo de neutrinos que penetram constantemente na Terra é de cerca de 60 bilhões de partículas por segundo através de 1 cm2 da superfície da Terra, a interação de até mesmo uma parte muito pequena de neutrinos de massa com um nanomaterial multicamada contribui significativamente para o valor total da corrente contínua gerada.
Quanto mais forte o impacto dos campos de radiação, incluindo neutrinos, e quanto maior a temperatura, mais fortes são as vibrações dos átomos de grafeno. Como resultado de tal impacto, surge uma onda no grafeno, semelhante às ondas na superfície do mar, resultante de uma combinação de pequenos movimentos espontâneos e levando ao aparecimento de movimentos espontâneos maiores. O deslocamento de um átomo, somado aos deslocamentos de outros átomos, provoca o aparecimento de ondas de superfície com polarização horizontal, conhecidas em acústica como ondas de amor. Devido às peculiaridades da rede cristalina do grafeno, seus átomos vibram como se estivessem em tandem, o que distingue tais movimentos dos movimentos espontâneos de moléculas em líquidos. Dado que as vibrações dos átomos de grafeno, por exemplo, são 100 vezes mais fortes que as vibrações dos átomos de silício, então a superposição da frequência da ação externa dos campos de radiação, incluindo o efeito dos neutrinos, na frequência interna das vibrações de " ondas de grafeno" determinadas pela temperatura O movimento browniano aumenta essas vibrações e leva à ressonância das vibrações atômicas.
Vibrações tomônicas em ressonância possibilitam multiplicar o recuo dos elétrons em contato com o silício dopado. O lado revestido do filme metálico torna-se o pólo positivo, enquanto o lado não revestido torna-se o pólo negativo.
Uma vantagem importante da tecnologia Neutrinovoltaica é, em primeiro lugar, a independência das condições climáticas, e as placas geradoras não ocupam grandes áreas: elas são colocadas uma sobre a outra e pressionadas juntas, o que garante uma conexão confiável em série das placas em a célula geradora. Várias células geradoras que compõem a fonte de corrente são conectadas entre si em série e/ou em paralelo até que os indicadores de corrente e tensão necessários sejam alcançados.
A tecnologia neutrinovoltaica é muito flexível e permite criar fontes de energia de várias capacidades e geometrias para uma ampla gama de aplicações: de telefones celulares a sistemas de alimentação para residências e até veículos elétricos. Com base na tecnologia Neutrinovoltaic desenvolvida pelo Neutrino Energy Group, a produção comercial de Neutrino Power Cubes com uma potência de saída de 5 kW para fornecimento de energia doméstica começará na Suíça no final de 2022 e início de 2023.
2022-05-20 15:20:54
Autor: Vitalii Babkin