[論文レビュー] Photo-Disintegration of the Iron Nucleus in Fractured Magnetite Rocks with Magnetostriction

A. Widom, J. Swain+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 25, 2013

Cold Fusion and Nuclear Reactions参考文献 2被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、磁鉄鉱鉱石の破壊面における鉄-56核の光分解が、磁気歪みによって誘発されるマイクロ波放射によって駆動される電磁場と巨大電気双極子共鳴状態との間の電磁強縮結合によるものであると提案する。微小亀裂内の電場によって加速される高エネルギー電子が核分裂を引き起こし、負荷石に観察された変換反応を説明する。亀裂表面では1cm²あたり約10^12回の分裂が発生するとされる。

ABSTRACT

There has been considerable interest in recent experiments on iron nuclear disintegrations observed when rocks containing such nuclei are crushed and fractured. The resulting nuclear transmutations are particularly strong for the case of magnetite rocks, i.e. loadstones. We argue that the fission of the iron nucleus is a consequence of photo-disintegration. The electro-strong coupling between electromagnetic fields and nuclear giant dipole resonances are central for producing observed nuclear reactions. The large electron energies produced during the fracture of piezomagnetic rocks are closely analogous to the previously discussed case of the fracture of piezoelectric rocks. In both cases electro-weak interactions can produce neutrons and neutrinos from energetic protons and electrons thus inducing nuclear transmutations. The electro-strong condensed matter coupling discussed herein represents new many body collective nuclear photo-disintegration effects.

研究の動機と目的

• 破壊された磁鉄鉱鉱石（負荷石）で観察された核変換の増強を説明すること。特に56Fe核の分裂を対象とする。
• 圧電性鉱石における核反応の電弱メカニズムを、磁気歪み性（圧磁性）鉱石（磁鉄鉱を含む）へと拡張すること。
• 岩石破壊過程における光分解反応における電磁強縮凝縮物質結合の理論的枠組みを確立すること。
• 微小亀裂内での機械的応力から電磁放射と電子加速へのエネルギー移動効率を定量化すること。
• 亀裂表面に観察されたマクロな分裂生成物と、巨大電気双極子共鳴状態を介したミクロ的光分解事象との関連を結びつけること。

提案手法

• 量子電磁力学を用いて、実際のブレムストラール光子が巨大電気双極子共鳴状態（GDR）に結合する56Feの光分解をモデル化する。
• 分散関係および光学定理を適用し、全断面積および非弾性断面積を計算。ピーク断面積はσ₀ = 4πZα(ℏ/MΓ)で与えられる。
• マクスウェルの圧力テンソルを用いて、微小亀裂内での電場強度（約10¹¹ガウス²）を推定し、電子の加速を導出する。
• 周波数が約10¹⁰ Hzのマイクロ波周波数の電場揺らぎから、電子のローレンツ因子γ ~ 300（γmc² ~ 150 MeV）を計算する。
• ガウスの法則と電場強度を用いて、微小亀裂壁面への電子堆積密度ns ~ 3×10¹³ cm⁻²を推定する。
• 1電子あたり数パーセントの生成率を仮定した場合、亀裂表面における分裂事象密度がϖs ~ 10¹² 事象/cm²に達すると予測する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 他の鉱石と比較して破壊磁鉄鉱鉱石で観察される核変換の増強を説明するメカニズムは何か？
• RQ2 圧磁性鉱石における磁気歪みが、核光分解を誘発できる電磁場に機械的エネルギーをどのように変換するのか？
• RQ3 岩石破壊過程における56Feおよび16O核の光分解において、巨大電気双極子共鳴状態が果たす役割は何か？
• RQ4 電弱相互作用（e⁻ + p⁺ → n + νₑ）および電磁強縮結合が、観察された分裂生成物をどれほど説明できるか？
• RQ5 微小亀裂領域で加速される電子のエネルギーおよび密度は何か？また、それらは測定可能な核分裂を誘発できるか？

主な発見

• 56Feの全光分解断面積はσ₀ = 4πZα(ℏ/MΓ)でピークに達し、Z = 26、α ≈ 1/137.036、Γは分裂崩壊率である。
• 微小亀裂内の電場により、電子のエネルギー増加がγmc² ~ 150 MeVに達し、周波数Ω ~ 10¹⁰ Hzのマイクロ波揺らぎに対してγ ~ 300となる。
• ガウスの法則とE² ~ 10¹¹ガウス²を用いて、微小亀裂壁面への電子堆積密度がns ~ 3×10¹³ cm⁻²と推定される。
• 1電子あたり数パーセントの生成率を仮定した場合、亀裂表面における分裂事象密度はϖs ~ 10¹² 事象/cm²に達する。
• 圧磁性鉱石における電磁強縮結合メカニズムは、圧電性鉱石におけるそれと類似しており、両者ともフォノンから光子および電子へのエネルギー変換を含む。
• 高い分裂事象密度により、可視単層膜状の分裂生成物が予測され、実験的観察と整合的である。