Переход.....Назад

к.т.н. Мамаев А. В.

Грандиознейшая научная мистификация:  кто ее разоблачит?

(Продолжение)

В обсуждении результатов своего опыта Эллис и Вустер пишут:

“До сих пор мы предполагали, что только один электрон вылетает из каждого распадающегося атома, но возможно, что это количество может быть немного большим из-за случайных близких соударений с планетарными электронами, которые также приводят к выбросу электронов со значительной энергией. Этот эффект не будет большим, возможно порядка 10%, поскольку прямой подсчет количества электронов, выполненный Эмелеусом [Proc. Camb. Phil. Soc., 1924, v. 22, pp. 400-404.], дал количество 1,1 ± 0,1 электронов из каждого распадающегося атома, а слабое гамма-излучение, которое можно приписать этому случаю, хотя и проникающее, но количественно незначительное, что является показателем очень небольшого количества близких соударений.”

Во-первых, это прямая ложь, что "прямой подсчет количества электронов, выполненный Эмелеусом, дал количество 1,1 ± 0,1 электронов из каждого распадающегося атома",  поскольку прямой подсчет количества электронов, выполненный Эмелеусом [статью "The number of  b-particles from Radium E", Proc. Camb. Phil. Soc., 1924, v. 22, pp. 400-404 см. здесь  emeleus.zip  и ее перевод на русский язык “Количество бета-частиц из радия Е” см. здесь emeleus.htm], дал количество 1,43 электронов на каждый распадающийся атом.   Это уже потом Эмелеус уменьшил это количество на 23%, чтобы на каждый распад атома приходился один электрон и на погрешность эксперимента осталось 10%. В этом можно убедиться по оригиналу и переводу статьи Эмелеуса.

Во-вторых, слабое гамма-излучение, возникающее при бета-распаде, может быть обусловлено излучением энергии теми электронами, которые занимают места электронов, выбитых из электронных оболочек атомов электронами бета-распадов ядер. Поэтому наличие этого слабого гамма-излучения, возникающего при бета-распаде, свидетельствует как раз о фактах появления ВТОРИЧНЫХ электронов. По этому поводу Нильс Бор писал еще в 1913 году (Нильс Бор "О строении атомов и молекул" в кн. Избранные научные труды, т. 1, М., Наука, 1970, стр. 130-131):

"При выходе из ядра бета-лучи могут сталкиваться со связанными электронами во внутренних кольцах. Это приведет к испусканию характеристического излучения того же типа, что и характеристическое излучение, испускаемое элементами  с более низкими атомными весами под действием катодных лучей. Предположение, что гамма-излучение вызвано  соударениями бета-лучей со связанными электронами, было предложено Резерфордом (E. Rutherford, Phil. Mag., 1912, v.24, 453, 893) для объяснения большого числа групп моноэнергетических бета-лучей, выбрасываемых определенными радиоактивными веществами."

Прочтем также и следующее рассуждение Эллиса и Вустера из их статьи:

“Кривая [речь идет о Рис. 1 из их статьи, на котором изображен непрерывный спектр электронов бета-распада] простирается от 1 000 000 электрон-вольт в сторону меньших значений, и если бы при каждом распаде атома выделялась одна и та же энергия [равная 1 000 000 электрон-вольт], то тогда мы должны были бы получить в нашем тепловом эксперименте значение, близкое к 1 000 000 электрон-вольт, то есть в 2,8 раза большее, чем показал эксперимент.”

Это грубейший обман!  Этот обман есть результат ДОПУЩЕНИЯ, что каждый из вылетающих из бета-активного вещества электронов бета-распада является ПЕРВИЧНЫМ электроном распада, то есть что движущиеся сквозь радиоактивное вещество ПЕРВИЧНЫЕ электроны  не выбивают из электронных оболочек нераспадающихся атомов ни единого ВТОРИЧНОГО электрона. Если же каждый ПЕРВИЧНЫЙ электрон выбивает из электронных оболочек нераспадающихся атомов в среднем 1,8   электронов ВТОРИЧНЫХ, то на один распад атома приходится в среднем 2,8 электронов (один первичный и 1,8 вторичных), вылетающих из радиоактивного вещества.

“Как было установлено Эмелеусом (Emeleus) [Proc. Camb. Phil. Soc., 1924, v. 22, pp. 400-404.], число электронов в этом спектре близко к числу распадающихся атомов, а так как при каждом распаде из ядра должен испускаться один электрон, то можно истолковать кривую рис. 1 как показывающую распределение энергии среди электронов распада, когда они покидают рождающий их атом. До настоящего времени никакой другой процесс, посредством которого радий Е испускает энергию, не был обнаружен, так что имеются априорные основания верить тому, что эта кривая изображает полную энергию распада. А так как мы должны предположить, что каждый распад происходит независимо от присутствия других атомов, мы должны сделать заключение, что энергия распада не является характерной фиксированной величиной.”

Стало быть, только и только опыт студента Эмелеуса 1924 года заставляет доктора философии Эллиса и студента Вустера отказаться от предположения о том, что кроме ПЕРВИЧНЫХ электронов, рождающихся непосредственно в актах бета-распадов ядер атомов, из радиоактивного вещества вылетают и ВТОРИЧНЫЕ электроны, выбиваемые ПЕРВИЧНЫМИ электронами из электронных оболочек  атомов радиоактивного вещества.

Проверим теперь, подтверждает ли эксперимент студента Эмелеуса отсутствие вторичных электронов, и выясним, что именно установил студент Эмелеус в своей статье 1924 года “Количество бета-частиц из радия Е” Proc. Camb. Phil. Soc., 1924, v. 22, pp. 400-404.

Сама статья студента Эмелеуса на английском языке из Proc. Camb. Phil. Soc., 1924, v. 22, pp. 400-404 приведена здесь emeleus.zip, а ее перевод на русский язык “Количество бета-частиц из радия Е” см. здесь emeleus.htm.

Студент Эмелеус проводил свой эксперимент с радиоактивным препаратом, в котором радий Е и полоний (радий F) находились в состоянии равновесия, отличающимся тем, что   количество распадающихся в единицу времени атомов радия Е равно количеству распадающихся в единицу времени атомов полония:

l _E N_E = l _P N_P , (14)

где l _E = ln(2)/T_E – постоянная распада радия Е; l _Р = ln(2)/T_Р – постоянная распада полония; N_E и N_P – количество атомов радия Е и атомов полония в радиоактивном веществе; T_E и T_Р – период полураспада радия Е и полония, соответственно.

Как это может произойти, если справедливо равенство (14), т. е. если радий Е и полоний находятся в равновесии?

Это может произойти только в том случае, если количество попадающих в счетчик Гейгера бета-частиц (электронов) в 1,43 раза превышает количество распадающихся атомов радия Е. И Эмелеус это признает. Но как?

Ссылаясь на статью 1914 года Коварика (оригинал ее см. здесь kovarik.zip, а перевод на русский язык см. здесь kovarik.htm), Эмелеус объявляет, что большее количество регистрируемых ежеминутно в счетчике Гейгера бета-частиц, чем альфа-частиц обусловлено  якобы тем, что около 23% бета-частиц были испущены из ядер атомов радия Е в направлении, противоположном направлению на счетчик Гейгера, но они изменили направление своего движения на противоположное в результате отражения в стекле, на поверхность которого  в опыте Эмелеуса был нанесен радиоактивный препарат (в качестве радиоактивного источника  у студента Эмелеуса использовался кусочек разбитой стеклянной трубки, в которой в течение трех лет хранилась эманация радия). Эмелеус пишет так:

<< Каждым 17,1 альфа-частицам от источника соответствует 24,5 бета-частиц. Не все из последних были первоначально испущены по направлению к счетчику. Некоторые были испущены в противоположном направлении и изменили направление своего движения на обратное в стекле источника. Этот эффект исследовался Ковариком [8] (Kovarik, Phil. Mag., 20, 849, 1910) и хотя его результаты первоначально были истолкованы как следствие ионизации, все же позже при помощи счетчика было показано, что они пропорциональны фактическому числу отраженных частиц [9] (Kovarik and McKeehan, Phys. Z., 15, 434, 1914). (Оригинал этой статьи [9] можно скачать отсюда kovarik.zip (1.7 MB), а перевод ее на русский язык можно прочитать здесь kovarik.htm.) Из его данных вытекает, что в настоящем эксперименте около 23% зарегистрированных частиц появились в счетчике таким путем [путем отражения]. Вводя эту поправку, мы получим, что каждой альфа-частице, испущенной радием F, соответствует 1,1 бета-частиц, испущенных радием Е. А так как эти два вещества практически находятся в состоянии равновесия, то это и будет числом бета-частиц на один распадающийся атом.>>

Изучение статьи Коварика показывает, что Коварик  действительно исследовал отражение бета-лучей радия Е от различных материалов. Но исследовал-то он отражение бета-частиц только для одного случая – когда угол падения бета-частиц равен углу отражения бета-частиц и равен 45 градусам (см. рис. 4 здесь Коварик, который мы воспроизводим ниже).

Поэтому остается не понятным, откуда в аргументации Эмелеуса появляется цифра 23% для количества бета-частиц, отраженных на 180 градусов   в стекле. Стекло как отражающий материал Коварик тоже не исследовал (он исследовал отражающие свойства следующих веществ: С, Al, Fe, Cu, Zn, Ag, Sn, Pb). Это во-первых. В таблице 5 и на рис. 5 в статье Коварика есть только интенсивность попадания в счетчик Гейгера отраженных частиц, но нет никакой информации об интенсивности падающих частиц. Поэтому как мог Эмелеус вычислить свои 23% для коэффициента отражения?  Это во-вторых.   И в-третьих, Коварик исследовал отражение только для 45 градусного угла падения и 45 градусного угла отражения бета-частиц. Откуда Эмелеус мог взять у Коварика данные для отражения на 180 градусов?

Вызывает недоумение также и тот факт, что в статье Эмелеуса, выполненной в 1924 году, принят   во внимание  единственный фактор, уменьшающий   количество бета-частиц,  приходящихся на одну альфа-частицу (те самые бета-частицы, которые якобы отражены  на 180 градусов в источнике), и вовсе не рассматриваются те факторы, которые могут приводить к увеличению количества бета-частиц, приходящихся на одну альфа-частицу:

1) выбивание  ВТОРИЧНЫХ электронов  из электронных оболочек атомов радиоактивного вещества бета-частицами, рождающимися при распаде ядер; 

2) выбивание ВТОРИЧНЫХ электронов из электронных оболочек атомов альфа-частицами; 

А ведь в 1924 году прохождение электронов бета-распада сквозь различные вещества уже было исследовано достаточно глубоко и  было установлено, что при прохождении как альфа-частиц, так и электронов сквозь любое вещество они производят ИОНИЗАЦИЮ атомов этого вещества, в результате которой образуются положительные ионы (атомы без одного или нескольких электронов) и ВТОРИЧНЫЕ электроны.

Так, еще в 1915 году в статье "О торможении быстро движущихся заряженных частиц при прохождении через вещество" [On the Decrease of Velocity of swiftly moving electrified Particles in Passing through Matter" Phil. Mag. 1915, v.30, pp. 581-612] Нильс Бор писал:

"Возможно, что это расхождение может быть объяснено [Мамаев А. В.: речь идет о расхождении теории с экспериментом], если учесть вторичную ионизацию, производимую электронами, выбитыми из атомов при столкновениях с альфа- и бета-частицами. Правда, в работе Дж. Дж. Томсона утверждается, что эту вторичную ионизацию можно считать малой по сравнению с первичной, так как треки альфа- и бета-частиц на фотографиях Ч. Вильсона обнаруживают очень малое число ответвлений." (Русский перевод из кн. Нильс Бор Собрание научных трудов, т. 1, М., Наука, 1970, стр. 240 ) [Мамаев А. В.: "Очень малое число ответвлений" на фотографиях Ч. Вильсона - это для распространения в газах, но не в металлах с плотностью свинца.].

Еще большее недоумение вызывает  то,  что ни в статье Эмелеуса, ни в статье Эллиса и Вустера не учтены азы теории ионизации,  разработанной Дж. Дж. Томсоном [J. J. Thomson. Phil. Mag. 1912, v. 23, p. 449], согласно которой  заряженные частицы, движущиеся сквозь вещество, теряют свою энергию главным образом за счет столкновений с электронами из электронных оболочек атомов, а   потери  энергии  движущимися заряженными частицами из-за столкновений с ядрами атомов  ничтожно малы вследствие огромнейшей массы ядер по сравнению с массой электрона.

Итак, теперь можно ответить на вопрос, подтверждает ли статья   студента Эмелеуса (“Количество бета-частиц из радия Е” Proc. Camb. Phil. Soc., 1924, v. 22, pp. 400-404) отсутствие вторичных электронов, и  что именно установил студент Эмелеус в своем эксперименте 1924 года .

В самом начале своей статьи Эмелеус отмечает, что "Для радия В и радия С, измеряя заряд, приобретаемый камерой, облучаемой бета-излучением от известного количества радиоактивного вещества, а также по скорости возрастания положительного заряда самих бета-источников, изолированных от камеры, ... Дениц и Дуэйн [2] ([2] J. Denysz and W. Duane, C. R., 155, 500, 1912) ... обнаружили, что радий В и радий С вместе взятые дают по крайней мере три бета-частицы."

Поэтому можно было ожидать, что в своей статье Эмелеус подвергнет аргументированной  критике  метод, который доказывает, что на каждый ПЕРВИЧНЫЙ  электрон бета-распада приходится по крайней мере два ВТОРИЧНЫХ электрона. Но ни слова критики в адрес Деница и Дуэйна  в статье Эмелеуса найти не удается. Более того, даже обнаружив, что по его собственному методу на каждый ПЕРВИЧНЫЙ электрон  бета-распада приходится 1,43 ВТОРИЧНЫХ электрона, Эмелеус не приводит какой-либо разумной аргументации для доказательства   того, что  вторичные электроны в процессе бета-распада не возникают, а бездоказательно заявляет, что часть электронов отражается от основы, на которую нанесен тонкий слой бета-активного вещества (стекла),  в обратном направлении (ссылка на эксперимент Коварика 1914 года доказательством не является, поскольку в статье Коварика не исследовался случай отражения на 180 градусов).

И уж тем более Эмелеус даже и не рассматривает факторы, которые вызывали бы появление ВТОРИЧНЫХ электронов. Поэтому НИКАКИХ доказательств отсутствия ВТОРИЧНЫХ электронов в статье Эмелеуса нет. Да таких доказательств и не может быть, поскольку первичные электроны теряют свою энергию главным образом за счет передачи ее электронам (процесс ионизации) - это азы теории прохождения заряженных частиц сквозь вещество.

В книге [Н. А. Добротин "Космические лучи", Гос. изд-во технико-теоретической литературы, М., 1954, стр. 36-37] можно прочитать:

"При столкновении заряженной частицы с электроном в случае достаточно малого параметра удара [параметр удара - это расстояние от центра электрона  до траектории движения частицы] электрон может получить такую энергию, что будет сам вызывать ионизацию других атомов. Такие электроны называются d-электронами. Число d-электронов существенно зависит от их энергии. Приближенно энергия d-электрона равна Q = 1/b², где b есть "параметр удара". ...Число d-электронов быстро растет с уменьшением их энергии. Предельным случаем образования d-электронов с очень малой энергией является обычная ионизация атомов.

Если ионизирующая частица проходит через тонкий слой вещества, то число образованных ею ионов подвержено статистическим флуктуациям. Еще большим флуктуациям подвержено число электронов, выбитых с заметной начальной энергией...

Расчет флуктуаций в потере энергии заряженной частицей был произведен Л. Д. Ландау [6] ([6] - это Ландау Л. Д. Journ. Phys., USSR, v. 8, 201, 1944). Полученные им результаты графически представлены на рис. 18. По оси ординат здесь отложена величина, характеризующая вероятность данной потери энергии, по оси абсцисс - величина, характеризующая величину потери энергии. Из рис. 18 видно, что распределение потерь энергии вокруг наиболее вероятных потерь, соответствующих максимуму кривой рис. 18, существенно несимметрично. Эта асимметрия обусловлена выбиванием d-электронов, приводящим к большим потерям энергии. Из кривой видно, что с малой вероятностью осуществляются случаи выбивания d-электронов высоких энергий при столкновениях с малыми параметрами удара".

Примечание: С какой целью уважаемый Лев Давыдович Ландау на своем рисунке изобразил часть кривой в области отрицательных энергий? Чтобы было внешнее сходство с кривой из статьи Эллиса и Вустера?

Рис. 18 из книги [Н. А. Добротин "Космические лучи", Гос. изд-во технико-теоретической литературы, М., 1954, стр. 36-37]

Согласитесь, что кривая Л. Д. Ландау, приведенная на рис. 18 в книге  [Н. А. Добротин "Космические лучи", Гос. изд-во технико-теоретической литературы, М., 1954, стр. 36-37] кажется внешне очень похожей (с точностью до масштаба вдоль оси абсцисс) на распределения электронов бета-распада радия Е по энергиям, приведенное в статье Эллиса и Вустера "Средняя энергия распада радия Е" [Ellis C. D., Wooster W. A. The average energy of disintegration of Radium E // Proc. Roy. Soc., 1927, v. 117, p. 109 - 123].

Рис. 1 из статьи Эллиса и Вустера "Средняя энергия распада радия Е" [Ellis C. D., Wooster W. A. The average energy of disintegration of Radium E // Proc. Roy. Soc., 1927, v. 117, p. 109 - 123].

Некоторые же расхождения между этими кривыми обусловлено тем, что, как утверждается в книге Ю. В. Готт "Взаимодействие частиц с веществом в плазменных исследованиях", М., Атомиздат, 1978, стр. 90 :

"В настоящее время теории не в состоянии количественно описать потери энергии частицами, проходящими через слой вещества. Поэтому предложено большое количество эмпирических формул, описывающих торможение частиц в различных веществах. Как правило, эти формулы имеют очень ограниченную область применения...".

С  момента опубликования книги Ю. В. Готт "Взаимодействие частиц с веществом в плазменных исследованиях", М., Атомиздат, 1978, стр. 90 , прошло уже более четверти века, но не думаю, что ситуация с количественным описанием потерь энергии частицами, проходящими через слой вещества, изменилась существенным образом. Несмотря на то, что появились книги наподобие  таких как "Бета-излучение продуктов деления. Справочник. М., Атомиздат, 1978", в которых приводятся результаты расчетов на компьютерах  энергетических распределений бета-частиц, испускаемых при распаде ядер. Хотя в последнем справочнике вид кривой распределения   электронов бета-распада радия Е по энергиям (см. ниже) очень даже не похож на приведенный выше рис. 1 из статьи Эллиса и Вустера .

Кривая и таблица распределения электронов бета-распада радия Е по энергиям со стр. 382 книги "Бета-излучение продуктов деления. Справочник. М., Атомиздат, 1978".

Примечание: Кривая распределения электронов бета-распада радия Е по энергиям со стр. 382 книги "Бета-излучение продуктов деления. Справочник. М., Атомиздат, 1978" больше похожа на кривую Л. Д. Ландау  (если из нее  удалить часть, относящуюся к отрицательным энергиям), чем на кривую распределения электронов бета-распада радия Е по энергиям из статьи Эллиса и Вустера.

Нет ни малейшего сомнения в том, что рисунок и таблица распределения электронов бета-распада радия Е по энергиям со стр. 382 книги "Бета-излучение продуктов деления. Справочник. М., Атомиздат, 1978" больше соответствует реальной действительности, чем рис. 1 из статьи Эллиса и Вустера, хотя общим, что   в них можно обнаружить, остается  разве лишь непрерывность распределения. Но грандиознейшая МИСТИФИКАЦИЯ  продолжается.   Эта непрерывность распределения электронов по энергиям  до сих пор считается обусловленной испусканием НЕЙТРИНО, а не распределением энергии первичных электронов между всеми первичными и вторичными электронами в результате рассеяния первичных электронов в бета-активном веществе.

Возникает еще один вопрос: Куда девается энергия, теряемая заряженной частицей при ее прохождении сквозь вещество? Единственно возможный ответ на него таков - эта энергия передается электронам из атомов вещества. Об этом говорит теория ионизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, проведенное выше рассмотрение показывает, что:

1. Рождающиеся в процессе бета-распада радия Е (висмута ⁸³Bi₂₁₀) ПЕРВИЧНЫЕ электроны, проходя сквозь слой радиоактивного вещества, производят ИОНИЗАЦИЮ этого вещества, в результате которой эти ПЕРВИЧНЫЕ электроны передают часть своей энергии ВТОРИЧНЫМ  электронам - электронам, выбиваемым  из электронных оболочек атомов радиоактивного вещества. Энергия бета-распада ядер случайным образом распределяется между ПЕРВИЧНЫМИ и ВТОРИЧНЫМИ электронами. Среди ВТОРИЧНЫХ электронов наиболее энергичными являются так называемые d-электроны.

2. Из радиоактивного вещества вылетают как ПЕРВИЧНЫЕ электроны, так и ВТОРИЧНЫЕ электроны, отличить которые друг от друга невозможно.

3. В опытах Эллиса и Вустера 1927 года измерена средняя энергия электронов, вылетающих из радиоактивного вещества, среди которых имеются как ПЕРВИЧНЫЕ, так и ВТОРИЧНЫЕ электроны.

4. Никаких экспериментальных доказательств отсутствия ВТОРИЧНЫХ электронов  ни в статье Эллиса и Вустера, ни в статьеЭмелеуса, ни в статье Коварика и Маккихена НЕТ и быть в принципе не может. Потому что иначе невозможно физически объяснить механизм торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество.

5. В опыте Эмелеуса  экспериментально получено, что в среднем на один акт бета-распада приходится 1,43 электронов, вылетающих из радиоактивного вещества.

6. Имеющееся в статье Эмелеуса утверждение, что около 23% электронов попадают в счетчик Гейгера в результате изменения на 180 градусов направления их движения в стекле, на которое был нанесен тонкий слой радиоактивного вещества, количественно ничем не обосновано ни в статье Эмелеуса, ни в статье Коварика и Маккихена, на которую ссылается Эмелеус.

7. Нет никаких физических оснований считать все электроны, вылетающие из бета-активного вещества, только ПЕРВИЧНЫМИ электронами бета-распада ядер атомов. Наоборот, большая часть электронов, вылетающих из радиоактивного вещества при бета-распаде, являются ВТОРИЧНЫМИ электронами, отбирающими энергию у ПЕРВИЧНЫХ электронов. Вследствие этого можно считать доказанным, что ПЕРВИЧНЫЕ электроны бета-распада ядер являются моноэнергетичными (имеющими кинетическую энергию, равную максимальной энергии  из спектра электронов бета-распада), вся энергия, выделяющаяся при бета-распадах ядер, распределяется случайным образом между ПЕРВИЧНЫМИ и ВТОРИЧНЫМИ электронами, а так называемое "НЕЙТРИНО" - это грандиознейшая научная мистификация, родившаяся  в период становления квантовой механики из-за того, что  основные интеллектульные ресурсы человечества были направлены  на овладение основами квантовой теории.

Последняя редакция 9 января 2004 года в 21:00