Новые физические эффекты в плазме

3.14. Новые физические эффекты в плазме.

Мы провели серию экспериментов на установке "Унитрон", в которых выявлено необычное поведение плазмы [10]. В экспериментах мы наблюдали одновременно два плазменных образования, симметрично расположенных относительно плазмообразующего канала.

Ниже приведены кадры из видеосъемок экспериментов.

Рис. 16. Кадры видеосъемок экспериментов с плазмой.

На кадрах видны плазменные сгустки в различных фазах их существования. На рис.16а и рис.16б показаны начальные фазы существования плазмы в виде огненных шаров и веретен.

На некотором расстоянии от плазмообразующего канала, вне зоны генерации плазмы, мы помещали мишени. В качестве мишеней выступали листы бумаги, картона и металлов. На третьем кадре (рис.16в) видно фрактальное плазменное образование свободно двигающееся в воздухе. Кроме того, на этом кадре видно некое образование, имеющее красноватый оттенок, зависшее у края стола, на котором расположена установка. На четвертом кадре (рис.16г) видны сразу оба конусных плазменных образования. В этом эксперименте мишени не устанавливались. Рисунок 16д изображает финальную стадию существования плазмы. На нем видны разлетающиеся расплавленные фрагменты мишени.

На фотографии (рис.17) показаны мишени после воздействия плазмы.

Рис.17. Мишени после воздействия плазмы.

В ходе экспериментов мы наблюдали взрывообразное плавление и возгонку металлов, даже таких тугоплавких, как вольфрам. Это видно по отверстиям, образовавшимся в металлических листах. На рис.17 сверху и справа расположены мишени, представляющие собой комплекс из алюминиевой фольги и бумаги. В одних экспериментах мы устанавливали эти комплексы бумажной стороной к зоне генерации плазмы. Мишень в этом случае оставалась не поврежденной. В других экспериментах мы устанавливали комплексы фольгой к зоне генерации. В результате, фольга на некоторой площади испарялась, в то время как расположенный за ней слой бумаги оставался не поврежденным. Результат одного из таких экспериментов показан крупным планом на рис. 18а. При установке в качестве мишени полоски папиросной бумаги без каких-либо покрытий, последняя не воспламенялась. Мишени из бумаги оставались целыми, они не загорались, хотя находились внутри огненного плазменного шара. В ходе экспериментов выяснилось, что получаемая на нашей установке плазма воздействует только на проводники. Диэлектрики же испытывают сильное механическое воздействие, похожее на электростатическое отталкивание. Эти факты свидетельствуют о том, что фактором, действующим на мишень, является не температура плазмы.

По определению плазмой считается ионизированный газ, в котором плотности пространственных зарядов, созданных положительно и отрицательно заряженными частицами, одинаковы или почти одинаковы (квазинейтральность), а хаотическое тепловое движение этих частиц преобладает над их направленным перемещением под действием внешнего электрического поля [22]. Результаты наших экспериментов показывают некоторые особенности плазмы. Мы пришли к выводу, что в плазме, генерируемой нашей установкой, хаотическое тепловое движение практически отсутствует, в результате чего у плазмы наблюдается четкая, регулярная, фрактальная структура в виде вложенных конусов. Это подтверждают результаты осмотра образцов материалов, служивших мишенью для плазмы. На рисунке 18 показаны лицевая и обратная стороны пяти различных мишеней после воздействия на них плазмой. В первом столбце (рис. 18а) находятся изображения упомянутого выше комплекса, состоящего из алюминиевой фольги и полоски писчей бумаги. Во втором – (рис.18б) расположены фотографии отверстия, образовавшегося в вольфраме. На них отчетливо видны структуры, образованные чередующимися светлыми и темными кольцами. Температура плавления вольфрама – 3370°С, температура кипения – 5900°С.

В одном из экспериментов были созданы условия, при которых в результате контакта плазмы с мишенью из вольфрама, в последней не образовалось отверстия (рис.18в). На фотографиях этой мишени видны кольцевые структуры разных размеров, демонстрирующие самоподобную структуру. Из этих же фотографий видно, что некоторые из колец занимают площадь, примерно равную площади отверстий, образующихся при других условиях эксперимента. На фотографиях (рис.18г) изображена с обеих сторон полоска фольги из тантала. При детальном изучении этих "отпечатков" у них также была обнаружена четкая, регулярная, фрактальная структура, образованная большим количеством чередующихся темных и светлых колец. На фотографиях, расположенных в пятом столбце (рис.18д), показана мишень из меди. На ней также отчетливо видны кольцевые структуры.

Рис. 18. Фотографии мишеней крупным планом.

Следует отметить, что в наших экспериментах мы не воздействовали на плазму искусственными магнитными полями.