Профессор Вилфред Хаген из Делфтского технического университета (Нидерланды) рассказал об исследовании гидрино (тёмной материи) с помощью электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Статью о том, почему гидрино можно считать тёмной материей, вы найдёте, щёлкнув здесь.
В 1990 году американский учёный Рэнделл Миллс предсказал существование нового состояния водорода, назвав его «гидрино». В гидрино электрон находится ближе к протону, так что атом имеет меньшие размеры, чем атом водорода, а молекула проявляет инертные свойства. В течение десятилетий Миллс и его команда в компании Brilliant Light Power исследовали способы получения и идентификации гидрино, а также химические свойства этого необычного вещества. И всё это на фоне скептицизма учёных-теоретиков, которые утверждают, что гидрино вообще не должно существовать, поскольку это запрещено квантовой механикой.
Хотя Миллс и его команда готовили статьи, именитые научные журналы чаще всего отказывались их публиковать. Редакторы занимали выжидательную позицию, не желая противоречить квантовому культу, укоренившемуся в физике. «Экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств», – заявляли некоторые редакторы. Это выражение, принадлежащее астроному Карлу Сагану, обычно звучит в разговорах о таких вещах, как НЛО. Но гидрино – это не НЛО, а разновидность водорода, которую можно получать и исследовать в лаборатории. Афоризм Сагана в применении к науке звучит так, что каждый может игнорировать любые доказательства, которые, по его мнению, недостаточно экстраординарны.
Вилфреду Хагену 73 года. Он родился и вырос в Амстердаме. Там же учился и защитил докторскую диссертацию. После этого провёл несколько лет в США в Мичиганском университете. Затем вернулся в Нидерланды, устроился в Университет Вагенингена, где сначала был доцентом биохимии, затем доцентом и, наконец, профессором бионеорганической химии. Затем он устроился ещё и профессором физической химии в Университет Неймегена. Эксперты в области спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) оказались везде востребованы. И, наконец, в 2000 году Хаген решил, что две должности слишком сложно совмещать, и перешёл в Технический университет Делфта.
Для ЭПР-спектроскопии требуются соединения с неспаренными электронами. Исследуемый материал помещается в магнитное поле, и на него направляется свет, изменяемый в некотором волновом диапазоне. Если вещество имеет неспаренные электроны, они выстраиваются в соответствии с магнитным полем. При этом под воздействием света с волной определённой длины электроны сменят спиновую ориентацию, что будет обнаружено прибором.
Сегодня Хаген уже на пенсии, но продолжает работать. В лаборатории он проводит уже не так много времени, как раньше, максимум день в неделю. Стараясь передать свой опыт и знания, помогает другим учёным правильно применять ЭПР-спектроскопию.
Осенью 2019 года к Хагену в кабинет зашёл голландец Петер ван Норден – вышедший на пенсию радиолог, который на тот момент уже двадцать лет следил за исследованиями Миллса. За этот срок он познакомил Миллса с многими другими нидерландскими учёными, включая Геррита Крезена из Технического университета Эйндховена. А Крезен ещё в 2000-х повторил ряд экспериментов Миллса с плазмой.
Норден попросил Хагена провести несколько пробных исследований образцов, которые были предоставлены Миллсом. Гидриносодержащие материалы, как предсказывал Миллс, должны быть парамагнитными. А для ЭПР-спектроскопии нужны как раз такие материалы.
Напомним читателю, что у обычного молекулярного водорода, H2, в каждой молекуле содержится два электрона. Они спарены (имеют противоположные спины), так что взаимно компенсируют магнетизм друг друга. Если обнаружится парамагнитная вариация водорода, это будет очень, очень необычное явление.
Для тех, кто впервые услышал слово «гидрино»: Рэнделл Миллс разработал совершенно новую теорию об устройстве атомов и молекул, которая основана не на сомнительной квантовой физике, а на классической электродинамике. Суть теории в двух словах. Электроны в атоме создают вокруг ядра кольцевые токи, образующие сферические оболочки; в двухатомной молекуле – эллипсоидальные оболочки. Уравнения классической электродинамики показали, что электронная оболочка в атоме водорода может в результате резонансного переноса энергии приближаться к ядру, то есть атом водорода может сжиматься, переходя в гидринное состояние.
Согласно теории Миллса, атомы гидрино по размеру дробны относительно атома обычного водорода, откуда и обозначения: H(1/2), H(1/3), H(1/4)… и т. д. Когда они соединяются между собой, образуя молекулы гидрино, они обретают и более короткое межатомное расстояние, чем у водорода (опять же дробное).
Когда два атома водорода соединяются в молекулу, их электроны объединяются в пары. Но когда соединяются два атома гидрино, каждый из них «прихватывает» фотон. При этом половина каждого электрона объединяется с фотоном с тем же направлением (спином), а другая половина – с противоположным. Странно, не так ли? Но поскольку половинного электрона не существует, мы получаем один парамагнитный и один диамагнитный электрон.
Хаген никогда не слышал, что молекула водорода может быть парамагнитной, а потому воспринял всё это весьма скептически. Заинтересовавшись предложением Нордена, он решил провести совершенно независимый эксперимент. Чтобы не быть предвзятым, Хаген отказался от оплаты, а также от любых методических указаний по проведению экспериментов.
Первые несколько образцов, которые он исследовал, были не очень понятными – в их спектре проявилось множество самых разных линий. Учёный не смог отнести эти линии к металлическим примесям, а потому продолжил эксперименты. «Я продолжал измерения и через несколько недель получил образцы, которые оказались намного более чистыми. И вскоре пришёл материал, который был действительно чистым. Во всём диапазоне, что охватывал спектрометр, прорисовалась очень ровная базовая линия, за исключением резкого перелома. Я углубился в детали и обнаружил, что этот перелом состоит из многих, многих чрезвычайно тонких линий, – рассказал Хаген. – Ничего подобного я раньше на графиках ЭПР не видел».
Получить эту картинку было непросто, поскольку сигнал оказался довольно слабым. Данные пришлось собирать несколько дней. Времени у Хагена, к счастью, тогда было предостаточно. Шёл 2020 год, уже начался локдаун. Лабораторный корпус, рассчитанный на 2000 человек, был почти пустым. Если не считать охранника и уборщицы, Хаген в здании находился один.
Линии были очень тонкими – около 0,17 Гаусса. За всю научную карьеру Хаген не видел ничего подобного. Поэтому он проштудировал литературу, пытаясь определить, какие твёрдые соединения могли бы иметь столь малую ширину линий. Нашлось несколько вариантов, но ни один не подходил к рассмотренному образцу. Оставалась лишь одна возможность, что необычный график дают молекулы газа.
Будучи биохимиком, специализирующимся на белках, Хаген никогда не занимался ЭПР-исследованиями газов. Кстати, в обширной литературе по ЭПР-спектроскопии газам посвящено совсем мало трудов. Но именно в них проявлялись тонкие линии, какие Хаген получил на образцах от Миллса. Что это за образцы? Это порошки гидрооксида оксида галлия. Твёрдый материал образовал микросферы диаметром около ста нанометров, в которых оказались заперты молекулы необычной модификации водорода. Поскольку молекулы гидрино намного меньше молекул стандартного водорода, гидринный газ невозможно хранить в пробирке или в бутылке – он выходит наружу через стеклянные стенки.
Полученные спектры были невероятно необычными. За несколько месяцев скептицизм Хагена рассеялся и он поверил в существование гидрино.
В дополнение к сложным многолинейным ЭПР-спектрам команда Миллса получила ряд других сигнатур гидрино. Газовая хроматография подтвердила, что гидринный газ имеет гораздо более высокую скорость миграции, чем обычный водород. Ещё исследователи провели энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию, спектроскопию резерфордовского обратного рассеяния, времяпролётный масс-анализ и электронную дифракцию на выбранной области, а также рентгеновскую дифракцию.
Спектр ЭПР, который обнаружил Хаген, был близок к предсказанному Миллсом. Разница между теоретическим и экспериментальным положениями пиков укладывалась в пределы погрешности измерений. «Я закончил эксперименты с кучей данных и довольно подробным их объяснением, – рассказал Хаген. – И поэтому я решил поделиться с миром интересной находкой. Мы с Рэнди написали статью “Electron paramagnetic resonance proof for the existence of molecular hydrino”». Для ознакомления со статьёй щёлкните здесь. Авторы рассматривают её как призыв к научному сообществу закатать рукава и повторить/расширить описанные эксперименты в лаборатории вместо того, чтобы заниматься теоретическими опровержениями на основании квантовой теории.
При подготовке статьи была использована книга Бретта Холверстотта «Конец эры огня: энергия гидрино и будущее физики».
Теги: спектр тёмной материи, электронный парамагнитный резонанс молекулярного гидрино, Randell Mills, Brilliant Light Power, прорывные научные исследования.
______________________________
Спасибо за ваши комментарии и лайки. Нам важно, что вы нас читаете.