Obrázok používateľa CEZ OKNO
Maxwellovi démoni žijí

Poslední Maddoxův úvodník o "Maxwellových démonech" [1] poskytuje krátký přehled historického pohledu na možnou negentropii, ale více si všímá subjektů, které nutně musí existovat. "Maxwellovi démoni" skutečně žijí, ale daří se jim jen ve formách, které, až na výjimky, neumožňují rychlé ohmatání jejich makroskopické existence. Podívejme se spolu na několik takových experimentálně dokázaných "démonů". Vyjděme z převládajícího názoru, který už předem vylučuje, že by maxwellovské systémy mohly produkovat více elektromagnetické energie, než do nich vloží obsluha či experimentátor. Systematika navrhování energetických systémů klasickým způsobem má veškeré druhy strojů s permanentním pohybem za "zakázané", protože se údajně prohřešují proti druhé větě klasické (rovnovážné) termodynamiky. Je přímo děsivé, že tento "vědecký názor", falzifikující klasickou elektrodynamiku už od osmdesátých let devatenáctého století a fyziku částic po celých 45 let, stále ještě přežívá a převládá.

Shora uvedené tvrzení klasické elektrodynamiky lze experimentálně vyvrátit třeba následovně: Položíme nabitý kondenzátor nebo elektret na permanentní magnet tak, aby E-pole kondenzátoru nebo elektretu bylo v pravém úhlu k H-poli magnetu. Tak optimalizujeme S = f (E × H) a vyvoláme kontinuální tok Poyntingovy složky elektromagnetické energie z tohoto prostého zařízení, i když se výsledné měřitelné pole jeví jako "statické". K tomu uvádí Buchwald [2]: "[Poyntingův výsledek] naznačuje, že nabitý kondenzátor v konstantním magnetickém poli, které není paralelní k elektrickému poli, je místem projevu energetických toků, třebaže všechny zjistitelné makroskopické fenomény jsou statické." [3] Jestliže jeho konfigurace zůstane intaktní, bude toto prosté zařízení volně chrlit elektromagnetickou energii nekonečně dlouho. Toto lze považovat za zvláštní, ale všeobecně platnou skupinu, přímo související s problematikou "maxwellovských démonů": Nejde totiž o nic menšího, než o znepokojující spornou otázku zdrojového náboje, často nazývanou "nejobtížnějším problémem klasické a kvantové elektrodynamiky" [4]. Libovolný náboj chrlí nepřetržitě, rychlostí světla a všemi směry, měřitelnou elektromagnetickou energii, a to bez jakéhokoliv zjistitelného přísunu. Kontinuální průtok této energie následně vytváří s náboji související pole, potenciály a jejich energii, která je v případě velmi starých nábojů rozprostřena napříč celým univerzem. V klasickém elektrodynamickém modelu (CED), a proto ani v elektrotechnice, neexistuje žádné řešení problému zdrojového náboje, jelikož v CED nelze modelovat nezjistitelné příkony elektromagnetické energie, a proto ani výměnu zprostředkovávanou virtuálním tokem částic mezi nábojem a jeho vakuovým prostředím.

Jelikož není k dispozici žádné řešení, současný CED a elektrotechnika jaksi "předpokládá", že všechny náboje v kosmu volně a nepřetržitě "vytvářejí energii z ničeho" a vylévají ji všemi směry, přičemž formují svá přidružená pole a energetické potenciály. Musíme tedy buď vyřešit problém, spočívající ve strnulém modelu klasického pojetí elektromagnetizmu, anebo se vzdát zákona o zachování energie v jeho současné limitované formě. Samozřejmě to můžeme i nadále všechno ignorovat, jako ostatně už celých 45 let, od doby, kdy fyzika částic přinesla jednoznačný důkaz existence stavu porušené symetrie [5]. Modely používané ve fyzice částic na druhou stranu již využívají myšlené energie, jíž vakuum překypuje, včetně součinností vakua s nábojem. Experimentální důkaz existence stavu porušené symetrie přinesl Wu a jeho tým v roce 1957 [5], což objevitelům Lee a Yangovi vyneslo Nobelovu cenu. Jedním z důkazů porušení symetrie ve fiktivní výměně energie ve vakuu je nesouměrnost opačných nábojů, například na koncích dipólu. U dipólu či bipolarity se podle přesné definice stavu porušené symetrie mění na pozorovatelné cosi, co předtím mělo pouze virtuální charakter.

Teď na chvíli odbočíme, ale k prokázané nesouměrnosti opačných nábojů dipólu se ještě vrátíme.

Podíváme-li se na běžný náboj z moderního pohledu, vidíme, že sestává z virtuálních nábojů s opačnými znaménky, mezi nimiž je nekonečně velký rozdíl (také v energii), který se rovná veličině všech shluků virtuálních nábojů obsažených v prostoru [6]. Každý "izolovaný, zjistitelný náboj" tedy ve skutečnosti tvoří cosi jako "nekonečně výkonný dipól". Rozdíl mezi oběma nekonečně velkými hodnotami náboje je nicméně omezený a ve standardních učebnicích a příručkách je jeho hodnota běžně považována za pozorovaný náboj elementárních částic.

Nesouměrnost obsažená v modelu "bipolárních kombinovaných dávek zjistitelných izolovaných nábojů" přitom objasňuje dlouho nevysvětlený problém původu zdrojového náboje. Pozorovatelný "kompozitní" náboj totiž nepřetržitě pohlcuje energii virtuálních fotonů, přicházejících z aktivního vakua, kterou za nepřetržitého rozpadu výměnou převádí na zjistitelnou energii excitující fotony. Excitované fotony, teď už reálně pozorovatelné, jsou pak rychlostí světla emitovány všemi směry. Zdrojový náboj otevřeného systému, který není v rovnováze se svým aktivním okolím, vytváří prokázaná asymetrie výměny náboje ve vakuu, což objasňuje jak virtuální vstup tak i zjistitelný výstup energie. Jako u každého otevřeného nerovnovážného systému jsou u náboje termodynamicky přípustné tyto projevy:

1) Snaha po samouspořádání (proto kontinuelně sjednocuje pohlcenou energii virtuálních fotonů a převádí ji na pozorovatelnou fotonovou energii);

2) vlastní kmitání či vlastní rotace (spin);

3) produkce většího množství energie než do něj vkládá "obsluha" (zde samozřejmě zcela bez obsluhy a vstupních obvodů) a

4) vykazuje negativní entropii (negentropii).

Tyto čtyři funkce VŽDY vykonává KAŽDÝ náboj v kosmu. Jde tedy o systém bez obsluhy a vstupních obvodů, jehož COP je nekonečný (COP je koeficient výkonu, čili podíl výstupu využitelné energie a energie vkládané do systému obsluhou).

Stručně řečeno, veškeré náboje v kosmu samy o sobě představují specifický druh "Maxwellova démona", jehož provozní mechanizmus sice fyzika částic už dávno prokázala, ale v klasické elektrodynamice či elektrotechnice se dosud neobjevil. Je to velmi spolehlivý "démon". Od doby, kdy všechny náboje v počáteční hmotě vesmíru začaly s použitím mechanizmu asymetrie volně chrlit reálnou elektromagnetickou energii, tak činí už nějakých 14 miliard let a neustále pokračují. Libovolný náboj, shromážděný například dipólem při laboratorním pokusu, začne automaticky a bezodkladně plnit úlohu maxwellovského démona a bude kontinuálně chrlit elektromagnetickou energii všemi směry až donekonečna, pokud dipól zůstane zachován. Tohoto "démona" lze velmi snadno vytvořit a experimentálně demonstrovat. Maxwellův démon volné a hojné extrakce elektromagnetické energie z vakua je ve skutečnosti jednou z nejsnadnějších entit, k níž se dovolává veškerá fyzika. Nejde o přestupek proti termodynamice - neslavný druhý "zákon" klasické rovnovážné termodynamiky zde vůbec nelze použít, jelikož náboj má při výměně s prostředím aktivního vakua hodně daleko k rovnováze. Ačkoli je jeho COP = Ą, efektivita systému náboje - definovaná jako využitelný energetický výstup dělený úhrnem energie příkonu ze všech zdrojů - není nikdy větší než 100%. Z toho důvodu nejde o "perpetuum mobile", protože, precizně řečeno, náboj energii nevytváří, ale pouze převádí energii, která je do něj vkládána na její jinou formu. V tomto případě může být náboji umožněno pracovat - může větrem nové volné elektřiny, vznikajícím v důsledku nesouměrného proudění ve vakuu, roztáčet vhodný elektrický "mlýn".

Skutečnost, že každý náboj v kosmu má COP = Ą, zřetelně prokazuje, že všude ve vesmíru existuje a prospívá zdokonalená forma "Maxwellova démona". Bez nesouměrnosti náboje, provokující výměnu virtuální energie mezi ním a vakuem, by neexistovala vůbec žádná elektromagnetická pole, potenciály ani jejich energie, a tudíž ani žádné elektrické obvody a energetické systémy. To vše dělá z náboje skutečného "démona", jehož přítomnost intuitivně vnímal Maxwell.

Klasický model CED a elektrotechnika už od roku 1867 používá symetrickou kalibraci, zavedenou L. V. Lorentzem (později přičtenou H. A. Lorentzovi) [7], která z rovnic pečlivě selektuje pouze ty maxwellovské systémy, které vykazují dvě simultánní úměrnosti, a proto jsou pravým opakem disequilibria s aktivním prostředím. To znamená, že energetický potenciál takto postaveného systému sice lze libovolně měnit, avšak pouze velmi selektivně, s ohledem na formu obou úměrností a nových, opačných "volných" silových polí v takovémto systému. Obě silová pole uvnitř tohoto systému nepřetržitě vykonávají interní práci; zvyšují jeho stres (a tím také stresový potenciál, čímž dochází k zakřivení lokálního časoprostoru). Jelikož zde není k dispozici žádná čistá výslednice sil, nejsou takto zřízená silová pole schopna přenášet elektrony obvodem tak, aby dobrovolně vykonávaly práci v externí zátěži. Energie symetricky kalibrovaného maxwellovského systému je tedy dvakrát pozměněna, a to formováním, zvýšením a udržováním tlaku interního stresového potenciálu na systém, jehož rámec je proti laboratornímu rámci poněkud pootočený. Maxwellovský systém po symetrické kalibraci už zcela jistě není týž, jako před ní. Běžná Lorentzova symetrická kalibrace navíc už sama o sobě bezděčně počítá s existencí dvou "Maxwellových démonů", i když poněkud odlišného typu. Ale i oni jsou "volně podporováni" z prostředí lokálního vakua a oba nepřetržitě vykonávají interní práci, když vytvářejí a udržují systémový stres.

Volnost při užití kalibrace tudíž lze považovat za zásluhu specifického druhu "Maxwellova démona", protože

1) vychází z předpokladu, že potenciální energii nějakého systému lze kdykoli libovolně měnit;

2) nevzdává se principu zachování energie, protože do procesu výměny nutně musí být zahrnuta energie, kterou si systém vyměňuje s vnějším prostředím. Axióm o volném využívání kalibrace v kvantové teorii pole rovněž předpokládá existenci dvou specializovaných "Maxwellových démonů" - např. v mechanizmu přenosu energie mezi prostředím a soustavou, vyžadující jejich nepřetržité působení uvnitř systému. V tomto případě sice oba démoni disponují stejnými schopnostmi, ale protože jsou protichůdného charakteru, vykonávají při "zápolení o tah" nějakou užitečnou externí práci.

Jenže naše dosavadní elektrické obvody používají všudypřítomnou, despoticky uzavřenou smyčku proudového okruhu - jíž se veškerý spotřebovaný proud vrací z externího obvodu zpět do zdrojového dipólu generátoru, a působí tak proti jeho vlastní elektromagnetické síle. V rámci Lorentzovy kalibrace buzení dochází k neustálému vybíjení okruhu, čímž je už dopředu zamezeno dosažení COP>1,0. Tento přístup termodynamika generelně nevyžaduje! Ve skutečnosti dnes už známe porušení současného výkladu termodynamiky hned v několika oblastech. Přestupují ho jak známo například ostré výboje (s výrazným gradientem) [8]. K dalším známým oblastem porušování dogmatického výkladu termodynamiky patří zředěná média a anomální paměťové efekty materiálů. Moderní výzkum v těchto oblastech probíhá pod hlavičkou "rozšířené termodynamiky" [9].

Jelikož ve vědě je primární experiment, ne jakési domněnky či teorie, pojďme zvážit další aktuální experimenty s maxwellovskými "démony". Při stovkách experimentů, každoročně rutinně prováděných v mnoha laboratořích zabývajících se nelineární optikou, produkuje dobře známá "záporná rezonanční absorpce média" více energie, než se do experimentu vkládá. Bohrenova verze takového experimentu [10] běžně dodává osmnáctinásobek elektromagnetické energie, což prezentuje COP = 18. Nezávislou replikaci Bohrenovy práce provedli a popsali Paul a Fischer ještě v tomtéž vydání žurnálu [11].

Mimo nabitý kondenzátor položený na permanentní magnet tedy existuje mnoho dalších, prokázaných a úspěšně opakovaných, snadno proveditelných experimentů, demonstrujících "Maxwellova démona" působícího v maxwellovských systémech, v nichž svobodně produkuje COP>1,0, nebo dokonce COP = Ą. Na tomto "démonovi" (prováděcím mechanizmu) spočívají všechny zmíněné experimenty v otevřených systémech, které mají velice daleko k rovnováze. Proto se na ně nevztahuje obsah druhé věty klasické rovnovážné termodynamiky a nejsou jím nijak limitovány.

"Maxwellovi démoni" jsou zkrátka velice živí, projevují se mnoha formami a báječně prospívají. Skrývají se však jinde a v jiné podobě, než se od nich obvykle očekává.
T. E. Bearden, Ph. D.
Magnetic Energy, Ltd.

Reference

[1]. Maddox, John, Nature, 417 (2002), p. 903.
[2]. Buchwald, Jed Z., From Maxwell to Microphysics (University of Chicago Press, 1985), p. 44.
[3]. For a better meanings of "static" as dynamic but steady state, see Tom Van Flandern, Phys. Lett. A, 250 (1998), p. 8-9.
[4]. E.g., Sen, D. K., Fields and/or Particles (Academic Press, 1968), p. vii.
[5]. Wu, C. S. et al., Phys. Rev., 105, 1957, p. 1413.
[6]. Weinberg, Steven, Dreams of a Final Theory (Vintage Books, Random House, 1993), p. 109-110.
[7]. Jackson, J. D. and L. B. Okun, Rev. Mod. Phys., 73, 2001, p. 663-680.
[8]. Kondepudi, Dilip and Ilya Prigogine, Modern Thermodynamics: >From Heat Engines to Dissipative Structures (Wiley, New York, 1998), p. 459.
[9]. Jou, D., Extended Irreversible Thermodynamics (Springer-Verlag, 1996).
[10]. Bohren, Craig F., Am. J. Phy., 51, Apr. 1983, p. 323-327. Under nonlinear conditions, a particle can absorb and re-emit more energy than is in the light incident on it. Metallic particles at ultraviolet frequencies are one class of such particles and insulating particles at infrared frequencies are another.
[11]. H. Paul, H. and R. Fischer, Am. J. Phys., 51, Apr. 1983, p. 327.
Zdroj: WM magazín

Uverejnené s láskavým dovolením redakcie WM magazínu

Sekcie: 
október 05, 2009 23:55 popoludní
  • krát komentár

0 krát komentár

 

 

Top