Все науки. №8, 2024. Международный научный журнал

О ВОЗМОЖНОСТИ ИНТЕРПРЕТИРОВАНИЯ ЭФФЕКТА ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭФФЕКТОВ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

UDK: 51—35

Алиев Ибратжон Хатамович,

Холматов Эркинжон Солиевич

НИИ «ФРЯР», ElectronLaboratoryLLC, 151100, Республика Узбекистан, Ферганская обл., г. Маргилан

Ферганский политехнический институт, 150100, Республика Узбекистан, Ферганская обл., г. Фергана

Явление электромагнитной индукции, открытый Фарадеем при помощи эмпирического метода, в последующем нашедший объяснение посредством уравнений Максвелла являлся одним из важных для понимания явлений с различных точек зрения. Однако, уместно заметить, что теория электромагнетизма была основана в XIX веке при активном применении в роли центральной теории классической физики – теорий Ньютона, которые позже для скоростей приближенных к скорости света были объяснены посредством теории относительности. Образование новой теории привело к открытию новых возможностей объяснения различных явлений, эмпирически определяемые, но при этом невозможные к объяснению со стороны теории Ньютона, к числу которых относиться явление электромагнетизма.

Для понимания необходимо представить следующую систему. Пусть имеется некоторый проводник, находящийся в вакууме, по которому течёт электрический ток. Поскольку проводник находиться в вакууме, а величина тока и напряжения не велики, невозможно наблюдение термоэлектронной и автоэлектронной эмиссии. В результате этого можно констатировать, что проводник является нейтральным – число электронов, в том числе передвигающихся свободных электронов при направлении постоянного тока и их колебании в случае использования переменного тока остаётся неизменным относительно числа ионов. Также, согласно теории Ньютона, расстояние между зарядами остаётся неизменным, поскольку каждый из них обладает сравнительно постоянной скоростью.

Если в систему ввести извне заряд вне проводника, то при протекании тока и статичном положении заряда никакого совместного взаимодействия наблюдаться не будет. Однако, в случае начала движения заряда, в одном направлении с зарядами в проводнике, заряд и проводник будут отталкиваться друг от друга. Теория электромагнетизма, объясняет это явление посредством образования однонаправленных токов, отталкивающиеся между собой, но как объясняет это явление теория Ньютона?

Примечательным является факт возможности описания подобного явления посредством теории относительности [1, 2]. По той причине, что при увеличении скорости объекта его длина уменьшается (1), а ионы относительно движущихся свободных электронов при постоянном токе и таких же скоростных колебаниях в случае переменного тока изменяются, то на единицу расстояния проводника приходиться различное число ионов и электронов, что создаёт разность зарядов.

Относительно протонов, которые покоятся, электроны сжимаются, как и расстояния между ними, благодаря чему формируется количественная разность при наличии постоянной величины заряда у каждой из частиц, кратная элементарному заряду. При наблюдении с точки зрения электронов, таким же образом представляется уже всё окружающее пространство и поэтому взаимодействие со стационарным внешним зарядом не происходит [2—3].

На момент, когда внешний заряд начинает движение, где активно наблюдается разность зарядов на единицу длины проводника, заряды начинают взаимодействовать в силу того, что он также уменьшает своё расстояние. Описанный наблюдаемый эффект, представленный в форме отталкивающихся зарядов и однонаправленных токов, где посредством уменьшения зарядов также объясняется совместное взаимодействие между ионами и движущимися электронами, может представляется посредством теории относительности, что вводит новую лепту в современные тенденции описательных способностей теорий [1; 4].

Важно констатировать тот момент, что демонстрация взаимодействия двух токов, в том числе в лице электромагнитной индукции, посредством теории относительности становиться достаточно заметным из-за высокой концентрации частиц на единицу объёма проводника. А также, с точки зрения применения возможность использования постулатов и выводов теории относительности в том числе в рамках теории электромагнетизма делают её более универсальной, позволяющей оперировать с различными параметрами, также в макромире и в случае явлений, где производиться исследование объектов со скоростями более приближенными к скорости света.

Развитие описательных способностей различных теорий, исходя из сказанного вновь подтверждается актуальностью исследований в области настоящего исследования, с поиском иных возможностей развития различного рода теорий, в том числе теории относительности, преобразовывая её и при возможности формируя детали Теории Всего.

Использованная литература

1. Ацюковский, В. А. Критический анализ основ теории относительности / В. А. Ацюковский. – М.: Петит, 1996. – 839 c.

2. Вильф, Ф.Ж Логическая структура частной теории относительности / Ф.Ж Вильф. – Москва: СИНТЕГ, 2001. – 327 c.

3. Горбацевич, А. К. Квантовая механика в общей теории относительности / А. К. Горбацевич. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 160 c.

4. Гоффман, Б. Корни теории относительности / Б. Гоффман. – М.: Знание, 1987. – 256 c.

АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОСМИЧЕСКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ОТНОСИТЕЛЬНО ПОТОКА АЛЬФА-ЧАСТИЦ НА СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ С КРИСТАЛЛИЧЕСКИМ КРЕМНИЕМ

UDK: 531/534

Дониёрбек Д. Исломов

, Ибратжон Х. Алиев

, Султонали М. Абдурахмонов

Докторант, Andijan Machine-Building Institute, 170019, Uzbekistan, Andijan 

General Director Electron Laboratory LLC, Director SRI «PRNR», 151100, Margilan, 150100, Uzbekistan; alievibratzon12@gmail.com https://orcid.org/0009-0000-4094-6704 

PhD, associate prof., Fergana Politechnic Institute, Fergana, 150100, Uzbekistan, https://orcid.org/0000-0003-1234-8218

Annotatsiya. Maqolada Rezerfordning tarqalish simulyatsiyasini hisobga olgan holda elastik bo’lmagan tarqalish hodisasi, kristalli kremniy bilan quyosh plastinkasining ustun alfa zarralari bilan kosmik nurlanish ta’sirining reaktsiyasi tahlil qilindi. Tahlil jarayoni davomida energiya momenti uchuvchi nurning empirik aniqlangan energiya qiymatlarini hisobga olgan holda ko’rib chiqiladi. Tadqiqot yakunida natijalar sarhisob qilinadi va amalga oshirilgan ish natijalari shaklida taqdim etiladi.

Kalit so’zlar: Ruterford tarqalishi, elastik bo’lmagan tarqalish, nur, kosmik nurlanish, alfa zarrasi.

Актуальность. В статье проанализировано явление неупругого рассеяния с учётом моделирования рассеяния Резерфорда, реакции облучения космическим излучением с преобладающими альфа-частицами солнечной пластины с кристаллическим кремнием. На протяжении процесса осуществления анализа рассмотрен момент энергетического характера с учётом эмпирически определённых величин энергий налетающего пучка. По завершению исследования подведены итоги и представлены в виде результатов реализованной работы.

Ключевые слова: рассеяние Резерфорда, неупругое рассеяние, пучок, космическое излучение, альфа-частица.

Abstract. The article analyzes the phenomenon of inelastic scattering, taking into account the simulation of Rutherford scattering, the reaction of cosmic radiation irradiation with predominant alpha particles of a solar plate with crystalline silicon. During the analysis process, an energy moment is considered, taking into account empirically determined values of the energies of the incoming beam. At the end of the study, the results are summarized and presented in the form of the results of the implemented work.

Keywords: Rutherford scattering, inelastic scattering, beam, cosmic radiation, alpha particle.

Современные технологии солнечной энергетики играют ключевую роль в переходе к устойчивым источникам энергии. Однако, несмотря на их широкое применение, существует важный аспект, который требует более глубокого изучения – взаимодействие космического излучения с солнечными батареями [1]. Космическое излучение включает в себя поток высокоэнергетических частиц, таких как протоны и тяжелые ядра, которые могут негативно воздействовать на материалы солнечных панелей. Это взаимодействие, в том числе с кластером неупругого рассеяния, где усилен вариант ионизационного характера может приводить к деградации их характеристик, снижению эффективности преобразования солнечной энергии и сокращению срока службы.

Среди актуальных сторон настоящего исследование важно отметить, что проведение исследований поможет разработать более устойчивые солнечные батареи, которые смогут эффективно работать в условиях воздействия космического излучения. Это особенно важно для спутников и других космических объектов, где надежность источника энергии критична. Также, наряду с вышеуказанным, исследования позволят выявить материалы, которые менее подвержены воздействию космического излучения [2—3; 5]. Понимание взаимодействий космического излучения с солнечными батареями поможет в создании точных моделей, что, в свою очередь, улучшит проектирование и тестирование новых технологий.

При рассмотрении в глобальном плане, совершенствование солнечных технологий не только повысит эффективность работы в космосе, но и может найти применение на Земле, особенно в регионах с высоким уровнем радиации. Исследования в области взаимодействия космического излучения и солнечных батарей имеют большое значение не только для космической индустрии, но и для устойчивого развития энергетических технологий на Земле [4—6]. Инвестиции в эти исследования могут привести к значительным достижениям в области возобновляемой энергии и повысить надежность солнечных систем в различных условиях эксплуатации. Исходя из чего можно констатировать, что настоящий вопрос является актуальным.

Исследование осуществляется с учётом рассмотрения ситуации неупругого взаимодействия с атомами кристаллического кремния альфа-частиц, имеющиеся в составе космического излучения, как это показывает экспериментальное наблюдение [7—8]. Для изучения взаимодействия, использована модель анализа при помощи рассеяния Резерфорда [5—6; 7]. При этом используются эмпирически определённые энергии более 10 МэВ в масштабе галактических космических лучей, но не более 100 МэВ.

Исходя из определённых значений энергий вычисляется значение для критической скорости (1—2).

Модель Резерфорда предполагает действия на определённое процентное соотношение частиц в пучке. А также соответствующим образом представляется в качестве дифференциального сечения рассеяния (3—4) [8] с учётом в 0,9 стерадиан эффективность детектирующего рассеяние датчика в камере бомбардировки при экспериментальном моделировании и с дальнейшим переходом в полный масштаб.

Перед преобразование полученного значения в процентное соотношение частиц по рассеянию Резерфорда, необходимо констатировать факт степени приближения альфа-частицы к ядру. Для этого вычисляется расстояние приближения (8—9), коего предварительно вычисляется константа приближения (6—7) в системе СГС.

Результат наглядным образом демонстрирует достаточно большую по сравнению с радиусом действия ядерных сил 10

 м величину, благодаря чему наглядно демонстрируется момент действия рассеяния Резерфорда. Возвращаясь к задаче о переводе значения дифференциального сечения рассеяния в процентное соотношение, для этого определяется материал мишени – кристаллический кремний с известной плотностью, массой ядра, а следовательно, и плотностью ядер (10), толщиной (11) и процентным соотношением (11—12).

Таким образом констатируется получаемый факт.

В результате, было определено, что из всего направленного пучка от 0,003106694% до 0,3101921% будут подвержены упругому рассеянию под воздействием рассеяния Резерфорда. Исходя из осуществлённых расчётов наглядно видно, что на момент действия системы космического излучения, имеющая в своей структуре заряженные частицы различной природы будет действовать эффект рассеяния Резерфорда, граничащий с системой ионизации.

Исходя из определений можно констатировать факт уменьшения процентного соотношения количества частиц, участвующие в настоящем явлении с ростом их энергии, что наглядно просматривается из типов частиц, участвующие в структуре пучков космического излучения. При том, что именно в структуре пучков космического излучения имеются высокоэнергетические частицы, констатируемые фактом, что также доказывает верность проведенных в ходе исследования расчётов.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Simon Knapen, and Steven Lowette. A Guide to Hunting Long-Lived Particles at the LHC. ANNUAL REVIEW OF NUCLEAR AND PARTICLE SCIENCE Volume 73, 2023. Vol. 73:421—449 (Volume publication date September 2023) https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-101920-013011

2. Roberto Franceschini. Physics Beyond the Standard Model Associated with the Top Quark. ANNUAL REVIEW OF NUCLEAR AND PARTICLE SCIENCE Volume 73, 2023 Vol. 73:397—420 (Volume publication date September 2023) https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-102020-011427

3. Brian D. Fields and Anton Wallner. Deep-Sea and Lunar Radioisotopes from Nearby Astrophysical Explosions. ANNUAL REVIEW OF NUCLEAR AND PARTICLE SCIENCE Volume 73, 2023 Vol. 73:365—395 (Volume publication date September 2023) https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-011823-045541

4. Zhen Cao, Songzhan Chen, Ruoyu Liu, and Ruizhi Yang. Ultra-High-Energy Gamma-Ray Astronomy. ANNUAL REVIEW OF NUCLEAR AND PARTICLE SCIENCE Volume 73, 2023. Vol. 73:341—363 (Volume publication date September 2023) https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-112822-025357