Генераторы плазмы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Генераторы плазмы - устройства, создающие из нейтральных веществ потоки низкотемпературной плазмы, т. е. плазмы с кинетич. энергией частиц

их энергии ионизации. Иногда термин "Генераторы плазмы" применяют и к др. источникам плазменных потоков, напр. плазменным ускорителям. К генераторам плазмы естественно примыкают ионные и электронные источники, из к-рых электрич. полем вытягиваются потоки ионов и электронов соответственно. (О получении высокотемпературной плазмы см. в ст. Термоядерный реактор.)

Функциональную основу генераторов плазмы, как правило, составляет газовый разряд (дуговой, тлеющий, высокочастотный, СВЧ-разряд, лазерный, пучково-плазменный). Для генерации плазмы пока ещё редко используется ионизация рабочего вещества резонансным излучением, но в будущем, в связи с развитием лазеров, такие генераторам плазмы могут получить значит. распространение. Генераторы плазмы, работающие на газах при давлениях, сравнимых с атмосферным, обычно наз. плазмотронами . Генераторы плазмы, работающие на газах низких давлений, как правило, входят в состав более крупных устройств, напр. двухступенчатых плазменных ускорителей или ионных источников. Если в плазмотронах одной из основных конструктивных трудностей является защита стенок газоразрядного канала от больших тепловых потоков, то в генераторах плазмы низкого давления возникает проблема предотвращения гибели заряж. частиц на стенках. С этим борются, используя экранировку стенок магн. и электрич. полями (см. Ионный источник ),а также совмещая ионизацию и ускорение в одном объёме, благодаря чему поток плазмы попадает преим. в выходное отверстие генератора плазмы (см. Плазменные ускорители ).В связи с задачами плазменной технологии большое внимание уделяется разработке генераторов плазмы, непосредственно генерирующих плазму из твёрдых веществ. Наиб. распространение для этих целей получили вакуумные дуги с холодным катодом. Возникающие на этих катодах "пятна" с большой плотностью тока (~10⁵ А/см²) вызывают интенсивную эрозию материала катода и ионизацию продуктов эрозии. Полученная таким способом плазма при необходимости доускоряется, очищается от нейтральных паров и макрочастиц и направляется, напр., на деталь, подлежащую покрытию. Существуют генераторы плазмы, использующие для этих целей эрозию диэлектрика (см. Скользящий разряд)или анода. Последние два варианта реализуются в импульсных генераторах плазмы, в к-рых на короткое время создается разряд с большой плотностью тока около эродируемого элемента.

Появление импульсных лазеров привело к разработке генераторов плазмы, в к-рых плазма образуется в результате воздействия мощных лазерных импульсов на поверхность твёрдого или жидкого вещества. Такие генераторы плазмы находят применение, в частности, для определения хим. состава этих веществ.

Осн. характеристики качества генератора плазмы: степень ионизации плазмы, ср. энергия частиц, энергетич. цена иона, т. е. энергия, идущая на получение одного иона. Так, в плазмотронах ср. энергия частиц ~ 0,5+1 эВ, степень ионизации - единицы и десятки процентов, энергетич. цена иона ~ 2-3 "потенциалов" ионизации. При понижении давления и использовании поперечных магн. полей, созданных внеш. катушками или токами, текущими в плазме, степень ионизации можно сделать близкой к полной, но энергетич. цена иона при этом возрастает в неск. раз.

Непрерывное возрастание областей приложения плазмы интенсивно стимулирует разработку всё новых разновидностей генераторов плазмы Г. п. и совершенствование имеющихся.

Литература по генераторам плазмы

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.