[논문 리뷰] Photo-Disintegration of the Iron Nucleus in Fractured Magnetite Rocks with Magnetostriction

A. Widom, J. Swain외 1명|arXiv (Cornell University)|2013. 06. 25.

Cold Fusion and Nuclear Reactions참고 문헌 2인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 균열을 가진 마그네파이트 암석에서 철-56 핵의 광분해가 전자기장과 거대 전기 dipole 공진에 의한 전자-강한 결합에 의해 발생한다고 제안한다. 이는 자화변형에 의해 유도된 마이크로파 복사에 의해 구동된다. 마이크로균열 내 전기장에서 가속화된 고에너지 전자는 핵분열을 일으키며, 이는 균열 표면에서 관측된 전이원소 생성을 설명한다. 표면당 약 10^12회의 분열 사건이 발생한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 균열을 가진 마그네파이트 암석에서 관측된 증가된 핵전이원소를 설명하기 위해, 특히 56Fe 핵의 분열을 설명하는 것.
• 압전성 암석에서의 핵반응 전자약한 메커니즘을 압자성(자화변형성) 암석인 마그네파이트와 같은 압자성 암석으로 확장하는 것.
• 암석 균열 과정 중 광분해 반응에 있어서 전자-강한 응집물질 결합의 이론적 프레임워크를 수립하는 것.
• 기계적 응력에서 전자기 복사와 전자 가속으로의 에너지 전달 효율을 정량화하는 것.
• 균열 표면에서 관측된 거대한 분열 생성물과 거대 전기 dipole 공진을 통한 미세 수준의 광분해 사건을 연결하는 것.

제안 방법

• 양자전기역학을 사용하여 실제 브레머스트랄루션 광자와 거대 전기 dipole 공진(ГДР) 간의 결합을 통해 56Fe의 광분해를 모델링한다.
• 분산관계와 광학정리를 적용하여 총 및 비탄성 광자 단면적을 계산하며, 최대 단면적은 σ₀ = 4πZα(ℏ/MΓ)로 표현된다.
• 맥스웰 압력 텐서를 사용하여 마이크로균열 내 전기장 강도를 추정(약 10¹¹ 가우스²)하고, 이로 인해 전자 가속이 발생함을 밝힌다.
• 마이크로파 주파수(약 10¹⁰ Hz)에서의 전기장 변동에 의해 전자 러렌츠 인자 γ ~ 300(γmc² ~ 150 MeV)을 계산한다.
• 가우스의 법칙과 전기장 강도를 사용하여 마이크로균열 벽면에 전자 침착 밀도 ns ~ 3×10¹³ cm⁻²를 추정한다.
• 각 전자당 약 3%의 수율을 가정할 경우, 분열 사건 밀도 ϖs ~ 10¹² 건/㎠에 도달함을 예측한다. 이는 관측 가능한 표면 패치와 일치한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 균열을 가진 마그네파이트 암석에서 다른 암석과 비교해 볼 때 증가된 핵전이원소를 설명하는 메커니즘은 무엇인가요?
• RQ2 압자성 암석인 마그네파이트에서 자화변형이 기계적 에너지를 핵광분해를 유도할 수 있는 전자기장으로 전환하는 방식은 무엇인가요?
• RQ3 암석 균열 과정에서 56Fe 및 16O 핵의 광분해에 있어 거대 전기 dipole 공진의 역할은 무엇인가요?
• RQ4 전자약한 상호작용(e⁻ + p⁺ → n + νₑ)과 전자-강한 결합이 관측된 분열 생성물에 얼마나 기여할 수 있나요?
• RQ5 마이크로균열 영역에서 가속된 전자의 에너지 및 밀도는 얼마이며, 이는 측정 가능한 핵분열을 유도할 수 있나요?

주요 결과

• 56Fe의 총 광분해 단면적은 σ₀ = 4πZα(ℏ/MΓ)에서 최대에 도달하며, 여기서 Z = 26, α ≈ 1/137.036, 그리고 Γ는 분열 붕괴율이다.
• 마이크로균열 내 전기장으로 인해 전자 에너지 증가가 γmc² ~ 150 MeV에 도달하며, Ω ~ 10¹⁰ Hz 마이크로파 변동에서 γ ~ 300이다.
• 가우스의 법칙과 E² ~ 10¹¹ 가우스²를 사용하여 마이크로균열 벽면에 전자 침착 밀도 ns ~ 3×10¹³ cm⁻²로 추정된다.
• 전자당 약 몇 퍼센트의 수율을 가정할 경우, 균열 표면에서 분열 사건 밀도는 ϖs ~ 10¹² 건/㎠에 도달한다.
• 압자성 암석에서의 전자-강한 결합 메커니즘은 압전성 암석과 유사하며, 둘 다 진동자에서 광자와 전자로의 에너지 전환을 포함한다.
• 높은 밀도의 분열 사건으로 인해 분열 생성물의 가시적인 단층막이 예측되며, 이는 실험 관측과 일치한다.