Пример обратного фонон-фотонного взаимодействия гиперзвука со светом заключается в изменении показателя преломления ЭМВ под действием резонансной волны – дифракция света на ультразвуке.
Таким образом существует прямые квантовые переходы резонансных взаимодействий между электромагнитными и механическими микровихронами – определим такие переходы как двадцать четвёртое свойство электромагнитных вихронов.
Итак, изменение внутренней энергии одного атома порождает или поглощает фотон, а изменение внутренней энергии коллектива атомов кластера вещества порождает или поглощает кванты звука. Если этот коллектив атомов по массе превосходит значение планковской массы (2,2 х 10-5 г), то гравитационные взаимодействия и квантовые явления начинают превалировать над электромагнитными. К таким изменениям может приводить поглощение энергии ИК-излучения веществом, механический удар, электрический разряд, локальный термический нагрев кластера вещества, детонация и взрыв химического или ядерного заряда и т. д. Например, тепловой нагрев кластера кристалла твёрдого тела, увеличивает среднее межатомное расстояние в этом кластере и порождает такие явления, как увеличение его объёма и теплопроводность, которое осуществляется посредством фононов, способных с помощью вихревых токов атомов, возникающих на волноводах из гравпотенциалов после разряда гравитационного монополя, переносить энергию состояния[185] нагрева от одного кластера к другому. При этом главную роль играет длина свободного пробега при колебаниях[186] атома вблизи положения равновесия. Это явление и есть самое элементарное и самое высокочастотное проявление звука, т. е. гиперзвука, так как его верхняя граница длины волны может быть только больше удвоенного межатомного расстояния и соответствует частоте 1013 Гц. При этом следует отметить, что амплитуда колебаний атомов существенно меньше их межатомного расстояния. Область звуковых частот снизу неограниченна – в природе встречаются ифразвуковые колебания с частотой в сотые и тысячные доли герц. Частотный диапазон гиперзвуковых волн имеет ограничения, вызванное атомным и молекулярным строением среды. В газах длина волны может быть только больше длины свободного пробега молекул. Поэтому верхняя граница гиперзвука в газе 109 Гц.
Основное свойство звука, распространяющегося в какой-либо среде вещества – это перенос энергии[187] звуковой волны посредством механического состояния атомов. Заметим, что в ЭМВ перенос энергии происходит за счёт самодвижения переменного магнитного заряда, не имеющего массы.
Как происходит этот перенос или как происходит самодвижение звука?
Здесь уже уместно заметить, что источника самодвижения, порождающего структуры механического «фотона»-кванта[188] звуковых волн, как и механизма его самодвижения в САП, автором в открытой литературе данных не обнаружено, как это положение существует и со структурой электромагнитного фотона. Другими словами, на микроскопическом уровне физический механизм распространения звука неизвестен. Законы распространение звуковых волн определены лишь на основе экспериментальных данных и носят, исключительно математически феноменологический характер.
Источниками квантов звука могут быть, как и при рождении фотонов, быстрое изменение энергетического состояния атомов, в данном случае, механического состояния коллектива атомов, образующих связанную систему масс. Механизм распространения звука – зарядка потока гравитационных монополей. Из анализа воздействия ИК-излучения на атомы, исследований механизма электрогидравлического разряда Л. А. Юткина, механического удара по твёрдому телу, детонации и последующего взрыва, следует, что всегда вынужденное изменение состояния поступательно-вращательного движения кластера вещества даже на пределе длины свободного пробега атомов при колебательно-вращательном движении их около положения равновесия в веществе индуктирует пакет гравитационных монополей. Это аналог индукции магнитного монополя в изменяющемся электрическом поле, т. е. в механически возмущённом пространстве покоящейся атомно-молекулярной среды. Такое пространство-среда должно состоять из подвижных микрочастиц с массой – атомы, молекулы, ионы, электроны и т. д. Например, при механическом ударе по кластеру твёрдого тела, т. е. в связанной системе масс, в его пространстве приходят в движение атомы, сохраняя своё инертное состояние покоя. Это движение сложное и состоит из механических колебательно-вращательных движений атомов около положения равновесия и их вынуждено-возмущённого путём удара поступательного движения из состояния инертного покоя. Такое синфазное движение коллектива атомов приводит к зарядке потока микросфер из потенциалов гравитационных монополей, т. е. носителей квантов индуктированной энергии – кластеров вихревых полей. Сливаясь в один, они уже образуют суммарный гравитационный заряд со структурой (фиг.2.1) подобной структуре магнитного монополя. Далее следует разрядка этого монополя в пространстве кластера с производством волноводов из гравпотенциалов – с этого момента начинается жизнь механического микровихрона. После чего, вдоль них синфазно возникают вихревые токи атомов, которые квантовано переносят соответствующую энергию материи в различной форме (давление, плотность, температуру и т. д.) и они же регенерируют-заряжают новый коллектив противоположных по знаку гравмонополей впереди на ¼ длины волны и на новом месте. При этом скорость распространения звука уже определяется продольной составляющей винтового движения атомов вдоль потенциалов волновода и соизмерима с их тепловой скоростью. Синфазное движение атомов приводит к созданию фронта звуковой волны. Это и есть ответ на вопрос – зачем нужна среда для распространения звука и чем обусловлена скорость звука в ней? При распространении звука в среде индуктированные гравмонополи меняются по знаку последующими вихревыми токами микрочастиц вдоль потенциалов волноводов – этим обеспечивается полное квантовое преобразование индуктированной в гравмонополе энергии при сохранении средней.
Термические колебания атомов кристалла вызывают распространение в веществе системы звуковых волн, квантами которых являются фононы. Фононы и их взаимодействия с электронами играют фундаментальную роль в современных представлениях по физике сверхпроводников, процессах теплопроводности, процессах рассеяния в твердых телах. Законы распространения волн – дифракция, интерференция, отражение, преломление одинаковы и для электромагнитных волн и для звука. Однако есть отличия в потенциалах на волноводах и скоростях распространения звука и света. Электромагнитные вихроны устанавливают электрические потенциалы, которые вызывают вихревые электрические токи в проводниках, а механические – гравитационные потенциалы, которые вызывают вихревые токи микрочастиц с массой и формируют тем самым фронты давления и скорости их движения, а также, в некоторых случаях, – вихревые токи ионов и электронов. Поэтому при распространении звуковой волны происходит следующее:
– на расстоянии в полволны амплитудное значение давления из положительного становится отрицательным, т. е. разница давлений в двух точках, отстоящих друг от друга на полволны пути распространения волны, превышает в два раза.
– давление, оказываемое на частицы среды при распространении волны, является результатом действия вихревых токов вдоль потенциалов волновода.
– частицы среды, участвующие в вихревых токах при передаче энергии волны и электрического заряда, колеблются около положения своего равновесия.
На основании этого можно сделать заключение о том, что при переносе энергии звука происходит полное квантовое преобразование энергии вихревой материи микрочастиц с массой в этих волновых процессах, т. е. данный механический микровихрон является свободным.
Взаимодействие света со звуком (и наоборот) используется в современной оптике, оптоэлектронике, лазерной технике для управления когерентным световым излучением. Акустооптические устройства позволяют управлять амплитудой, частотой, поляризацией, спектральным составом светового сигнала и направлением распространения светового луча. Из прикладных аспектов акустооптических эффектов практическое применение имеют системы обработки информации, где акустооптические устройства используются для обработки СВЧ-сигналов в реальном масштабе времени.
Фононы и ротоны – элементарные высокочастотные проявления механических вихронов. Физический смысл появления ротонов соответствует появлению вихревого движения микрокластера в сверхпроводящей жидкости. Энергетический спектр элементарных возбуждений в жидком гелии имеет линейную зависимость в начальной части. Локальный минимум энергии соответствует температуре около 8,6 K. Элементарные возбуждения линейной части спектра соответствуют рождению фононов, а возбуждения в области, близкой к минимуму – рождению ротонов. Они тесно связаны с электромагнитными фотонами и электронами среды. Фононы взаимодействуют не только друг с другом, но и с другими квазичастицами, как с электронами проводимости в металлах и полупроводниках, так и с магнонами в магнито-упорядоченных средах. Испускание и поглощение фононов электронами – основной механизм электрического сопротивления металлов и полупроводников.
