Краткое обзорно-справочное пособие. Книга является первым в своём роде обзорно-справочным пособием по виртуальной физике и рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся проблемами Науки вообще и физики в частности

Вид материала

Книга

Содержание 1.6.8. Перемещение скоплений дефектов

Подобный материал:

• Реферат данилюк А. И. Элементы виртуальной физики, 106.58kb.
• Liaise With Europe, Франция создание предприятия от а до я в узбекистане справочное, 2964.95kb.
• Справочное пособие по проблемам здоровья. М.: Корал Клаб, 2000, 627.09kb.
• Тема: Экономика Дагестана, 120.6kb.
• Ю. М. Иванов как стать экстрасенсом москва 1990 Книга, 12883.6kb.
• Иные миры, 3004.29kb.
• Избранные сочинения Александра Григорьевича Столетова издание, рассчитанное на широкий, 3.19kb.
• Книга написана живым, образным языком и рассчитана не только на историков профессионалов,, 2424.55kb.
• И. М. Феигенберг мозг психика здоровье издательство «наука» Москва 1972 Книга, 1509.07kb.
• А. П. Щёголев нужен гразер! Исповедь исследователя с-петербург 2009г. От редакции, 1921.01kb.

1.6.8. Перемещение скоплений дефектов


Описание любого объекта сводится к составлению субъектом-наблюдателем перечня (совокупности) своих представлений о данном объекте. Некоторые представления называются (считаются) субъектом определяющими (основными, характерными) признаками объекта. Совпадение ограниченных наборов характерных признаков разных объектов может служить основанием для признания субъектом одинаковости (равенства, эквивалентности) этих объектов. Субъективность выбора признаков существенно влияет на точность описания.

Представление о пространственном перемещении объекта является частью более общего представления об изменении объекта во времени. Оно содержит в неявном виде представление о существенности только взаимного размещения частей и частиц объекта в совокупности с представлениями о несущественности размещения (координат) объекта и его частей относительно других объектов и несущественности их замены другими эквивалентными частями и частицами. В противном случае перемещенный и исходный объект не могут быть признаны одним и тем же объектом. Поэтому эти представления являются базовыми для признания перемещенного объекта одним и тем же объектом, хотя полное описание перемещенного объекта всегда значительно (до неузнаваемости) отличается от полного описания исходного объекта. В принятых представлениях исходный и перемещенный объект могут быть признаны одним и тем же объектом, если совпадает взаимное размещение эквивалентных частей объекта, описываемых одинаковыми наборами определяющих признаков. Для устранения недоразумений, обусловленных неизбежным изменением объекта в процессе любого перемещения, также полезно введение понятия точности перемещения или допуска изменения объекта, в пределах которых объект может признаваться условно неизменным (тем же).

Обычно такое признание связывается ещё с одним признаком, фактически обусловленным только субъективной процедурой признания-непризнания самого факта перемещения. Это передача-переход частиц и/или энергии их взаимного размещения из исходного объекта в перемещенный. Проблема заключается в том, что для ограниченного субъекта наблюдение перемещения частей мировой упаковки далеко не просто, так как он может ощущать только разницу состояний и только некоторых частей объекта. Перемещение объекта для него практически неотличимо от исчезновения объекта в одном окружении и возникновения похожего объекта в другом окружении, то есть, от копирования объекта с уничтожением оригинала. Независимость определения такого копирования от длительности одновременного сосуществования копии и оригинала (копия может создаваться и до, и после уничтожения оригинала), а также от величины и количества промежуточных матриц (третьих объектов) для переноса информации о взаимном размещении частиц перемещаемого объекта, делают понятие “перемещение” для любого ограниченного субъекта полным синонимом понятия “копирование с уничтожением оригинала”. Не вносит существенной разницы и использование материала исходного объекта для построения копии и матриц, так как и в этом случае, по крайней мере, для матриц первого и последнего элементов объекта должен быть использован посторонний материал, не относимый к объекту. Роль такого материала всегда играет окружающая объект мировая упаковка. Ещё больше усложняется ситуация в случае “пульсирующих” частиц упаковки какого-либо уровня сложности (типа стоячих волн). Такие частицы даже при постоянных пространственных координатах периодически теряют и восстанавливают свои признаки (исчезают и появляются), что усложняет признание их одними и теми же (неизменными и сохраняющимися во времени) частицами.

Принятые представления особенно важны для определения перемещений открытых систем объектов с заведомой (по определению) заменой-переупаковкой всех или части их частиц. К таким системам относятся все без исключения дефекты упаковки и, соответственно, их скопления. Представление о конкретном объекте как о совокупности размещенных конкретным образом конкретных частиц мировой упаковки существенно отличается от представления об объекте как совокупности дефектов упаковки. Примерно так же, как представления о неподвижной деформируемой волной части упаковки и перемещающейся в ней волне деформации. Для первого представления в неявном виде признаются существенными только условные номера частиц упаковки и их взаимное размещение, а для второго – только реальное взаимное размещение похожих групп частиц. Поэтому первое представление без дополнительных уточнений не очень хорошо сочетается с общим представлением о перемещении, а второе не вызывает никаких затруднений. С учетом принятых оговорок представление о перемещении скоплений дефектов может быть унифицировано и сведено к представлению о перемещении частей скоплений разной величины. Это позволяет без ущерба для описания рассмотривать только предельные (крайние) случаи перемещения объекта по-частично или как цельного объекта, представляя все остальные случаи как сочетания крайних.

В первом случае объект-скопление дефектов может быть перемещен как волна параметров взаимного размещения соседних частиц без перемещения самих начальных частиц в конечное положение. Этот случай ближе к представлениям о волнах и копировании. Во втором случае объект-скопление дефектов может быть перемещен как совокупность исходных частиц (с сохранением или без их взаимного размещения). Этот случай ближе к представлению о непрерывных вихрях-потоках среды-упаковки. Изменение размещения соседних частиц упаковки без изменения совокупности их номеров соответствует первому случаю (деформация упаковки без переноса пронумерованых частиц). Обмен одинаковыми пронумероваными частицами между частями упаковки соответствует второму случаю (перенос пронумерованых частиц без деформации упаковки). Образование элементарных дефектов непрерывной мировой упаковки путем изъятия, перемещения и внедрения в ней конкретных её частиц и перемещение готовых элементарных дефектов и их скоплений в упаковке всегда сочетает оба вида перемещений из-за наличия и перемещенных частиц, и перемещенных деформаций.

Перемещение элементарного вака или эла переупаковкой частиц требует наименьшей энергии активации (смещения) и оставляет наименьший след в упаковке в виде сплошной ломаной траектории-линии частиц, смещенных только на один-единственный период упаковки. Полная замена частиц дефекта на каждом периоде упаковки приводит к такому же периодическому нарушению контактов смежных частиц дефекта с изменением его формы. Восстановление его формы обеспечивается исключительно за счет одинаковости (похожести) частиц упаковки, стремящихся установить одинаковые контакты с непосредственными соседями. Поэтому с наибольшей точностью восстанавливается форма самых простых дефектов с наименьшим числом частиц, то есть элементарных ваков. Но уже для больших элементарных элов количество частиц и, соответственно, неразличимых для близкодействующих частиц вариантов их взаимного размещения оказывается существенно больше. Поэтому точность воспроизведения элов оказывается ниже. Ещё ниже оказывается точность восспроизведения более сложных скоплений элементарных дефектов. Поэтому любое перемещение дефектов относительно упаковки можно считать изменяющим (даже разрушающим) для любого скопления дефектов и/или генератором хаотического шума, вносящим свою долю неопределенности в события.

В случае перемещения плотной совокупности частиц упаковки без нарушения установившихся контактов между ними вносящее ошибки восстановление контактов не требуется, и точность перемещения соответственно повышается. Однако перемещение плотной совокупности частиц неизбежно сопровождается разрывом и установлением (скольжением) контактов одновременно всеми её пограничными частицами на внешней поверхности этой совокупности с пограничными частицами окружающей части упаковки. И активация скольжения контакта каждой из них требует примерно такой же энергии, как и активация перемещения одной частицы оболочки эла и, соответственно, всего эла, огромного по сравнению с частицей упаковки и состоящего из множества частиц. Поэтому для перемещения любого эла способом переноса требуется энергия активации, на многие порядки превышающая энергию активации перемещения эла способом обычной почастичной переупаковки. Как принято говорить в подобных случаях, перенос элементарных дефектов энергетически невыгоден, поэтому все они должны, как правило, перемещаться способом переупаковки, за редким исключением случаев очень больших энергий. Однако при увеличении размеров поверхность части многомерной упаковки увеличивается медленнее, чем её объем. Поэтому и количество поверхностных частиц увеличивается медленнее, чем количество всех перемещаемых частиц, и при некотором критическом размере количество поверхностных частиц становится равным количеству элов в объеме плотного скопления, а энергия активации движения – одинаковой для обоих способов. При дальнейшем увеличении размеров энергетически более выгодным становится способ потокового перемещения плотной части упаковки, поэтому крупные плотные скопления дефектов должны легче перемещаться этим способом. Если принять в первом приближении энергии E_a активации частиц оболочки эла и поверхности (N=3)-мерного скопления одинаковыми, размер эла R_e 10^-10м и размер частицы r 10^-2R_e, то критический размер R_c скопления составит


E_a R_c^N /R_e^N = E_a R_c^N-1 /r^N-1 (1.6.8-1)

R_c = rR_e^N /r^N  10^2Nr = 10⁶r = 10⁴R_e = 10^-6м = 1мкм (1.6.8-2)


При других размерах и мерности элов и частиц критический размер R_c скопления будет другим. Например, в случае подтверждения рассчитанного по рассеиванию альфачастиц соотношения (10^-5) размеров ядра и оболочки (r 10^-5R_e=10^-15м , R_c  10^-9м = 1нм = 10R_e) критический размер R_c скопления будет существенно меньше, и способ переупаковки будет уже доступен малым скоплениям всего в тысячу кластеров.

Однако выбор объектом конкретного способа перемещения зависит не только от энергетической выгоды, поэтому для изменения (и/или предвидения) поведения скопления требуется наличие (учет) действия и других факторов-причин. Например, передача энергии от элементов скопления к поверхностным частицам перемещаемой части упаковки и/или обратно должна быть достаточно упорядоченной, что требует наличия определенного механизма, похоже, отсутствующего в однородных скоплениях. Поэтому квазиоднородные скопления, вырасшие из малых элементов, должны сохранять способ их перемещения, и целые галактики могут, в принципе, перемещаться энергетически менее выгодным способом переупаковки частиц, как и составляющие их элементарные дефекты. Кроме того, для реализации преимуществ (например, точности и скорости) способа потокового перемещения частей упаковки необходима стабилизация-защита их границ от смешивания со встречными потоками однотипных частиц. В противном случае вряд ли можно говорить всерьез о точности перемещения. В то же время, продукты распада скоплений могут получать в наследство необходимые условия (макроволны сопровождения) и перемещаться способом потока независимо от размера и способа перемещения исходного скопления дефектов.

Простейшим представлением о перемещении макроскопического объекта как части упаковки является представление об одновременном параллельном перемещении всех его частиц относительно частиц окружающей неподвижной части упаковки, при котором каждая частица и объекта и окружения не меняет своих соседей, за исключением частиц на общей границе. Поэтому сохраняются все номера частиц объекта и их взаимное размещение. Аналогично сохраняются все номера частиц неподвижной части упаковки и их взаимное размещение. Объект в неизменном виде переходит (перетекает) из одной части упаковки в другую в виде макровключения, создающего соответствующую макроскопическую э-деформацию окружающей упаковки. Представление о непрерывности упаковки приводит к представлению о разрыве и раздвигании упаковки перед перемещающимся объектом и немедленном смыкании её позади объекта.

Простота представлений о граничащих (непосредственно соприкасающихся) и сохраняющихся объекте и окружающей упаковке сочетается с достаточной сложностью представления о макроскопическом волнообразном перемещении пропускающей объект непрерывной (но разрывной для пропускания включения) упаковки, то есть, о макроскопической волне сопровождения огромной (по масштабам микромира) амплитуды. Поэтому вследствие представления о сохранении сумм смещений частиц самопроизвольное формирование таких волн представляется достаточно маловероятным, чтобы часто наблюдаться. Правда, кроме амплитуды, ничего необычного в такой волне сопровождения больше нет, и соответствующий ей тип перемещения имеет право на существование, например, при искусственной телепортации цельных объектов и/или как часть непрерывного замкнутого потока-циркуляции (вихря) среды, выходящих за условия поставленной простейшей задачи. Более вероятным представляется перемещение объекта при наличии между перемещающимся объектом и неподвижным окружением сравнительно тонкой вихревой прослойки, объемом которой ограничивается перемещение вытесняемых объектом частиц среды. В этом случае перемещающийся объект и неподвижное окружение не имеют общей границы, но имеют такие границы с прослойкой. Создание такой прослойки позволяет снижать величину упругой деформации неподвижного окружения практически до нуля и на малых скоростях требует значительно меньших сумм деформаций, чем создание большой волны сопровождения в неподвижной упаковке. Вследствие этого перемещения такого типа должны чаще наблюдаться, например, как разновидность шаровых молний. В первом случае перемещение может осуществляться с любой скоростью. Во втором случае скорость перемещения ограничена досветовыми скоростями.

Другим простейшим представлением о перемещении объектов является представление об их перемещении способом поэлементной (почастичной) микроскопической переупаковки. Каждый элементарный акт переупаковки является актом перемещения одной-единственной цельной микрочастицы из одного ближайшего окружения в другое, и, как и в предыдущем случае, с необходимостью сопровождается волной сопровождения, но уже микроскопической. Место ушедшей микрочастицы тут же занимает другая микрочастица, и таким образом все частицы упаковки объекта могут, в принципе, поочередно пользоваться для перемещения одной-единственной волной сопровождения малой амплитуды. Особенностью такого перемещения является однонаправленная замена частиц дефекта соседними частицами.

Наличие состояний равновесия частиц и дефектов в целом и достаточных порогов между состояниями способствует достаточно полному самовосстановлению размещения частиц после каждого акта такого очередного перемещения-переупаковки каждой из частиц дефектов. Поэтому вследствие изначальной одинаковости частиц упаковки перемещенный дефект может быть условно неотличим от первоначально перемещаемого дефекта, несмотря на полную или частичную замену его изначальных частиц другими частицами упаковки.

Механизм образования дефектов упаковки продолжает частично действовать и после стабилизации дефектов. Огромные для микроскопических масштабов деформации упаковки дефектов существенно облегчают переупаковку их частиц. Поэтому такой способ перемещения при прочих равных условиях имеет несравненно меньший порог перемещения, чем способ перемещения перетеканием цельных частей упаковки, и является более экономичным вследствие меньшей амплитуды волны сопровождения. Такой тип перемещения наиболее выгоден при малых размерах и малой мерности перемещаемых объектов. При увеличении размеров и мерности объекта объемная сумма деформаций волн сопровождения растет быстрее, чем поверхностная сумма деформаций вихревой прослойки, поэтому при определенном критическом (характерном) размере объекта вероятности выравниваются и перемещения переупаковкой переходит перемещения с вихревым перетеканием.

Любой точечный дефект упаковки смещает частицы своего окружения на величину, мало отличающуюся при достаточной жесткости частиц от половины периода упаковки, равного микроскопическому порогу пластичной деформации упаковки. Вследствие этого любое сравнительно малое (но достаточное) дополнительное смещение дефекта и окружающих частиц может приводить к необратимому сверхпороговому перемещению дефекта и окружающих частиц. Можно сказать, что дефект сам облегчает себе перемещение, разрушая-разрыхляя вокруг себя упаковку до необходимой степени. Величина такого разрушения пропорциональна жесткости частиц. Поэтому порог активации перемещения дефекта в упаковке абсолютно жестких частиц мог бы быть равен нулю. Очевидно, что такие дефекты обладали бы абсолютной подвижностью и постоянно перемещались бы. Аналогично, порог активации перемещения дефекта в упаковке абсолютно нежестких частиц всегда будет равен половине периода (радиусу частицы), и такие дефекты никогда не смогут самостоятельно перемещаться при изменении параметров упаковки.

Для перемещения цельной части упаковки требуется удаление равной ей части упаковки из места конечного размещения. Иначе возникнет аномальная деформация радиального сдвига окружения, превышающая на многие порядки нормальную деформацию окружения скоплением дефектов равного размера, и перемещение туда части упаковки потребует огромной энергии для преодоления возникающей встречной (противодействующей) разницы потенциалов. Однако такая разница потенциалов при обычных условиях не может возникнуть, так как неотъемлемой частью потокового перемещения крупного скопления дефектов является наличие поверхности скольжения упаковки, являющейся тоже обширным дефектом упаковки и, поэтому, сравнительно хорошим проводником частиц. По мере перемещения части упаковки вытесняемые частицы окружения перемещаются (скользят) по её поверхности в обратном направлении и упаковываются позади нее, восстанавливая сплошность упаковки. Устанавливается картина перемещения частиц, напоминающая перемещение кольцевого или тороидального вихря, знакомая по гидро- и аэродинамике. Высокая подвижность частиц упаковки позволяет обратному потоку вихря иметь достаточно малую толщину, но вносить заметный вклад, например, в искривление траектории перемещаемой части упаковки за счет нарушения симметрии вихря деформациями окружения, делая мало отличимыми орбиты переупаковывающихся и переносимых скоплений.

Обратный поток вокруг перемещаемого крупного скопления, наверное, может быть обнаружен по отклонению пересекающих его посторонних потоков волн и элементарных дефектов упаковки, имеющих ограниченные максимальные скорости и, поэтому, сильнее реагирующие на параметры встречной упаковки, чем само скопление. Например, волны могут изменять направление (преломляться) на границах достаточно быстрых потоков, агрегаты могут разрываться на части с излучением (высвечиванием) резонансных волн, а конденсаты – просто испаряться и распыляться.

Самоускорение частиц упаковки ограничено их внутренним строением и ограничивает скорость перемещения волн деформаций, скорость переупаковки дефектов и скорость распространения вихря-потока, но не может само по себе ограничивать скорость безвихревого потокового перемещения частей упаковки, например, вдоль оси конической (кумулятивной) волны сопровождения. Кумулятивная волна требует большей энергии для принудительного размыкания и смыкания непрерывной упаковки вдоль всего пути следования перемещаемой в ней части упаковки (объекта), но позволяет развивать теоретически бесконечную скорость перемещения за счет неограниченной скорости создаваемой фазовой ячейки. При этом скорость процессов в перемещаемой части упаковки может увеличиваться, быть неизменной или уменьшаться в зависимости от её деформации, зависящей, в свою очередь, от её расположения в фазовой ячейке. Практическая ценность такого способа перемещения представляется ограниченной из-за малой (досветовой) скорости подготовительных процессов создания и синхронизации перемещения кумулятивной волны вдоль всего пути перемещения.

Следует отметить некоторую условность такой классификации типов перемещения в принятых представлениях. Например, переупаковка одного водородоподобного кластера имеет частично признаки и вихря, и потока. Частицы эла и ядра поочередно переупаковываются, как и положено при переупаковке, но при этом инициирующие частицы оболочки и ядра перемещаются в противоположных направлениях, подводя весь б-кластер под определение нейтрального (не переносящего заряд) вихря, а каждая из частиц перемещается целиком, подпадая под определение цельного потока, сохраняющего внутреннюю структуру и несущего “заряд” в виде совокупности своих субчастиц.

Принятые представления о рассмотренных типах перемещения частично совпадают с существующими представлениями о непрерывных (последовательных, от точки к точке, близкодействующих) пространственных перемещениях волн и объектов в совокупности проявляемых (наблюдаемых) измерений упаковки. Несовпадения обусловлены отличиями исходных представлений. И только последнее представление о перемещении объекта в фазовой ячейке канала кумулятивной волны сопровождения несколько отличается от них и граничит с представлением о телепортации как о прерывистом перемещении объектов. Само же представление о телепортации не исключает реальной непрерывности и, соответственно, близкодействующей причинности перемещения объектов в ненаблюдаемых измерениях упаковки любыми описанными способами. Родственным ему является и представление о телекинезе как о прерывистом перемещении деформаций без перемещения частиц и/или дефектов. Предельным представлением о перемещении объектов является представление о пространственно-временном переносе-переупаковке частиц и деформаций упаковки через бесконечномерную Частицу-Мир, бесконечное количество граней которой соприкасаются между собой и создают плотноупакованную мировую упаковку, выступая в роли её частиц. Расстояние между любыми объектами вдоль этого пути не превышает размера Частицы-Мира и, в принципе, может быть равно размеру одной частицы наблюдаемой упаковки. Предположение о бесконечной малости размера предельной (базовой) частицы упаковки позволяет предполагать возможность перемещения объектов между любыми точками упаковки за бесконечно малое время. Отсутствие сведений о таких перемещениях может быть обусловлено многими причинами, среди которых могут быть и необязательное отсутствие у субъектов механизмов такого перемещения и/или наблюдения, и обязательный общесистемный (нефизический, организационный) запрет на подобные перемещения для недоразвитых существ. В целом принятые представления не содержат пока физического запрета на подобные перемещения любых известных волн деформаций, дефектов упаковки и их скоплений и позволяют предполагать возможность осуществления любых из них при соответствующих условиях.

Основным недостатком описанных общих представлений о перемещениях скоплений дефектов является пока отсутствие частных представлений о механизмах их осуществления. Но это уже больше техническая проблема, выходящая за пределы поставленной простейшей задачи.