К вопросу о природе высокопроникающего излучения и характере его источников

Выдвигается предположение о том, что в качестве частиц высокопроникающего излучения может рассматриваться низкоэнергетическое нейтрино природного происхождения, фокусируемое с помощью устройств, полагавшихся до настоящего времени «генераторами» высокопроникающего излучения.

К настоящему моменту накоплен значительный объем экспериментальных данных, связанных с генерацией «высокопроникающего» излучения (ВИ). Этим термином обычно обозначают излучение не выясненной природы, получаемое с использованием источников т.н. «торсионного», «аксионного», «странного» излучений, «излучения Козырева-Дирака» и других.

При этом в ряде работ, посвященных исследованиям характеристик такого излучения, указывается на его магниточувствительность [1, 2], на основании чего некоторыми авторами высказываются предположения о тождественности ВИ с магнитным монополем.

Детальный анализ устройства описанных в литературе «генераторов ВИ» обращает внимание на ряд весьма сходных особенностей конструкции. Это, равно как и общность свойств излучений, получаемых с помощью различных типов таких «генераторов» приводит к выводу, что, независимо от парадигмы, в рамках которой строятся рассуждения разработчиков таких устройств, речь идет об излучении одной и той же природы. При этом результаты регистрации излучения от различных типов «генераторов» позволяет сделать вывод о корпускулярной природе этого излучения.

Необходимо отметить еще одну отличительную черту ряда «генераторов ВИ», а именно – рекордно низкое энергопотребление, при котором реализуются многие из приписываемых их действию эффектов. Исключение составляют только мощные электроразрядные, кавитационные и плазменные установки.

Низкое энергопотребление заставляет усомниться в способности этих устройств генерировать излучение какого бы то ни было типа.

Вероятнее всего, эти устройства являются средствами фокусировки частиц существующих в околоземном пространстве полей излучения определенного типа. Вопрос о предполагаемых механизмах фокусировки будет вынесен на обсуждение отдельно, после обоснования выбора вида частиц, с которыми, по нашим представлениям, могут взаимодействовать эти устройства.

Хорошим «кандидатом» на роль таких частиц являются низкоэнергетические нейтрино.

К такому выводу приводят следующие рассуждения. Как отмечалось в начале этой статьи, частицы ВИ являются магниточувствительными. В то же время, хорошо известна гипотеза Ж. Лошака, отождествляющая магнитовозбужденное нейтрино и «сверхлегкий» магнитный монополь [3]. Необходимо отметить, что результаты экспериментов Н.Г. Ивойлова [2] могут рассматриваться, как весьма серьезный аргумент в подтверждение этой гипотезы.

Как показано в работах А.Г. Пархомова [4]-[5], плотность в околоземной области потоков низкоэнергетических нейтрино довольно высока и имеет только для нейтрино галактического происхождения со скоростью частиц 3 ·105 м/с порядок величины 1013 частиц/см3 с.

Сечения реакций для нейтрино с такими энергиями существенно выше, чем для нейтрино высоких энергий. Так, в работе [5] показано, что вероятность участия нейтрино с такими энергиями в реакции обратного бета-распада превышает аналогичную вероятность для релятивистских нейтрино на 20 порядков и составляет порядка 10-22 см2.

Возможность регистрации потоков нейтрино космического происхождения с помощью реакции обратного бета-распада была экспериментально подтверждена А.Г. Пархомовым [4], а затем А.А. Шульгиновым [6] на нуклиде90Y.

Таким образом, низкоэнергетическое нейтрино вполне могут являться частицами ВИ, отличаясь (возможной) магниточувствительностью, достаточно существенной концентрацией в приземной области, высокой реакционной способностью.

Если «генераторы» ВИ действительно являются средством для фокусировки существующих в околоземном пространстве частиц определенного типа и этот тип частиц – низкоэнергетические нейтрино (возможно, в магнитовозбужденном состоянии), можно ожидать, что при экспонировании в полях излучения этих «генераторов» бета-активных нуклидов будет обнаружена реакция обратного бета-распада.

Именно это предположение было положено в основу наших экспериментов. Исследованию подвергались установка МАГОН конструкции И.М. Шахпаронова [7], а также «малый генератор Акимова» (описание которого можно найти, например, в [8]). В качестве бета-активного нуклида нами был выбран 40К, содержащийся в сверхмалых количествах в калийных удобрениях.

40К имеет период полураспада 1,248·109 лет, его распад происходит по двум основным каналам:

^К - ^а + е“ +ve (вероятность 89,28%);

^К - ^Лг + ₽ + + ve (вероятность 10,72 %)

Электроны бета-распада калия-40 имеют сплошной спектр с верхней границей 1,311 МэВ.

Если излучение исследуемых устройств действительно инициирует в бета-активном нуклиде реакцию обратного бета-распада, в результате такой реакции вместо сплошного спектра должны регистрироваться только электроны с энергией, соответствующей верхней границе сплошного спектра. Тогда, применяя в качестве детектирующего устройства счетчик Гейгера и установив экран, ослабляющий поток электронов бета-распада калия-40 в нижней и средней части спектра, можно надеяться зарегистрировать различия в распределениях скорости счета электронов бета-распада в «фоновом» случае, то есть без воздействия на бета-источник излучения исследуемых устройств, а также в случае реализации такого воздействия.

Согласно изложенным выше рассуждениям была проведена серия экспериментов, схема которых представлена на рисунке 1.

Источник ВИ (не используется при регистрации фона)

Алюминиевый экран

К блоку регистрации

Препарат, содержащий нуклид 40К____________

Рисунок 1 – Схема проведения экспериментов

Счетчик Гейгера СБМ-20

В результате экспериментов по экспонированию препарата, содержащего нуклид калия-40, в поле излучения, формируемого установкой МАГОН, были получены статистические распределения, представленные на рисунке 2.

Анализ представленных на рисунке 2 экспериментальных результатов производился с применением непараметрического критерия Колмогорова-Смирнова. В результате проведенного анализа было установлено, что представленные на рисунке 2 распределения с доверительной вероятностью 0,95 отличаются друг от друга.

Эксперименты, проведенные с «малым генератором Акимова» привели, как это представлялось сначала, к отрицательному результату: анализ с применением критерия Колмогорова-Смирнова не показал достоверных различий между статистическими распределениями скоростей счета в «фоновом» режиме и в режиме экспозиции.

Однако более детальный анализ показал ошибочность первоначального вывода. Дело в том, что в случае реализации реакции обратного бета-распада в режиме редких одиночных событий объема накопленных данных может оказаться недостаточно для проведения корректного анализа по критерию Колмогорова-Смирнова.

Рисунок 2

а)

–

б)

Статистические распределения скоростей счета

электронов бета-распада нуклида калий-40 в «фоновом» режиме (а) и при экспонировании бета-активного препарата в поле излучения, формируемого установкой МАГОН (б).

Попытка выявить такие редкие одиночные события, отличающиеся от «фоновых» статистических распределений, была предпринята с помощью применения критерия Роснера. В результате такие события были действительно выявлены, как это показано на рисунке 3.

Время, с

Рисунок 3 – Пример выявления статистически значимых выбросов во временных последовательностях скоростей счета электронов бета-распада нуклида калий-40 в «фоновом» режиме (а) и при экспонировании бета-активного препарата в поле излучения, формируемого «малым генератором Акимова» (б). Красными линиями обозначены положения выбросов.

Таким образом, проведенные эксперименты свидетельствуют в пользу предположения о том, что в качестве частиц ВИ может рассматриваться низкоэнергетическое нейтрино природного происхождения, фокусируемое с помощью устройств, полагавшихся до настоящего времени «генераторами» ВИ.

Возможность говорить об этом с большей уверенностью будет получена после накопления соответствующих объемов статистики.

Раскрытие механизмов фокусировки потоков ВИ остается за рамками настоящей статьи.