Липкая лента оказалась источником ренгеновского излучения

[jettero]

Липкая лента оказалась источником ренгеновского излучения
 
Отматывание липкой ленты в вакууме производит рентгеновское излучение, сообщает Nature News. Работа была выполнена учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и опубликована в журнале Nature. Видео эксперимента доступно здесь. Сами авторы работы отмечают, что похожее явление был впервые описано советскими исследователями еще в 1953 году, однако осталось малоизвестно. Во время отматывания ленты возникает и обычное свечение.
Ученые предполагают, что за излучение ответственен эффект аналогичный так называемому эффекту триболюминесценции. Это явление возникновения электромагнитного излучения при разрушении асимметрических связей в кристалле. Оно возникает, когда кристалл царапается, трется или частично разрушается. В настоящее время считается, что в основе этого явления лежит разделение зарядов: во время механических процессов асимметричные связи разрушаются, а свет испускается в результате повторного объединения заряженных частиц.

Ученым удалось установить, что непосредственным источником излучения служит клейкая субстанция на ленте. По крайней мере рентгеновское излучение возникает именно в том месте, где лента отклеивается от мотка. Описать суть процесса ученым не удалось. Дело в том, что в случае с лентой в "производстве" рентгеновского излучения никакие кристаллы не участвуют - клейкая субстанция имеет аморфную структуру, то есть не обладает кристаллической решеткой. Кроме этого рентгеновское излучение не возникает в присутствие воздуха (поэтому использование обычного скотча безопасно).

Исследователям удалось при помощи данного эффекта получить рентгеновский снимок пальца одного из ученых. Для этого они собрали установку, в которой механический привод в вакуумной камере с постоянной скоростью разматывал скотч. В камере было проделано окошко, через которое рентгеновские лучи выходили наружу. Используя приемник от рентгеновского аппарата для дантистов, ученым удалось сформировать изображение пальца.

По словам исследователей, новое открытие найдет широкое применение при создании портативных рентгеновских аппаратов. В частности, с помощью данного эффекта можно создавать устройства, которые будут работать без электроэнергии: излучение будет генерироваться с помощью механического (возможно даже ручного) привода.

видео тут http://www.nature.com/nature/videoarchive/x-rays/ , впечатляет как у них дозиметр начинает щелкать

Надо запомнить, не использовать скотч в вакууме  

[sychbird]

Очень интересно. Похоже на результат рекомбинации радикалов. А в воздухе кислород или азот успевают радикалы  перехватить.

Данное открытие имеет большое значение. Оно илюстрирует, что трение остатков кометного вещества  в планетных кольцах или аггрерующихся конгломератов в протопланетных облаках в условиях вакуума может порождать  очень интенсивные процессы полимеризации простейших органических радикалов по цепному механизму.

В принципе можно поспекулировать о вероятном механизме зарождения самовоспроизводящихся   протоорганических наноструктур. :roll:

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Уж больно подозрительный веселый вид у ребятишек. Как бы это не оказался первоапрельский эффект.
Не спорю, что много всякого может получаться в вакууме, но не слишком ли много излучения при таких малых затратах энергии???  :roll:
Мой сынуля сразу спросил, а не пробовали ли они разматывать в вакууме туалетную бумагу.  
Я конечно не настаиваю, но прежде чем делать выводы, хотел бы рекомендовать получше проверить первоисточник...

[sychbird]

Количество порванных связей на единице поверхности будет достаточно большим. С учетом геометрии и эффективности счетчика похоже на правду. Не ясна химическая природа связей, я не силен в органике. Хватит ли энергии связей для порождения рентгеновских квантов при рекомбинации? Надо лезть в справочники. Посмотрел abstracts. Проходимо. Смотреть статью надо регистрироваться, замучился, плюнул.

[jettero]

Я конечно не настаиваю, но прежде чем делать выводы, хотел бы рекомендовать получше проверить первоисточник...

Если это опубликовали в Nature [1] то вероятность розыграша минимальна.
Из википедии про Nature

Публикации в таких журналах, как Nature или Science, крайне престижны, так как статьи из них часто цитируются, а автор получает широкую известность и за пределами своей области науки. Так, импакт-фактор Nature в 2004 году был равен 32,182, т. е. каждая статья за два года, прошедших после публикации, в среднем цитируется более 32 раз. Однако критерии отбора статей в Nature (как и в Science) чрезвычайно жёстки. Большинство направляемых в Nature статей отсеиваются ещё до стадии рецензирования, поскольку результаты исследований, описанные в предлагаемой к публикации в Nature статье, должны представлять весьма существенное продвижение в той или иной области науки.

1. Camara, C. G., Escobar, J. V., Hird, J. R. & Putterman, S. J. Nature 455, 1089–1092 (2008).

[jettero]

И еще

As long ago as 1953, a team of scientists based in Russia suggested that peeling sticky tape produced X-rays. But "we were very sceptical about the old results," says Escobar. His team decided to look into the phenomenon anyway, and found that X-rays were indeed given off, in high-energy pulses.

То есть они просто проверяли результат советских ученых от 1953 года! Интересно, много ли подобных открытий у нас забыто или засекречено.

[Tiger]

А в воздухе кислород или азот успевают радикалы  перехватить.

При этом получается звук типа "взз-з-з-з!.." ?

[sychbird]

А в воздухе кислород или азот успевают радикалы  перехватить.

При этом получается звук типа "взз-з-з-з!.." ?

Это прикол просто по настроению или Вас не удовлетворила гипотеза участия атомов кислорода или азота в реакциях с радикалами?  Предположение  об участии в процессе именно радикалов спекулятивно, готов признать, но не безосновательно. Хотите подискутировать предметно - давайте в личку. Слишком специфично для форума.

[Tiger]

Это искреннее чайниковское недоумение. Я имею в виду, что можно же посчитать, сколько энергии от работы на разматывание ленты уходит в акустику, сколько в нагрев, а сколько - куда-то еще.

[sychbird]

О сколько нам открытий чудных ......! Увы, дальше не помню. Склероз замучил.

[Leroy]

О сколько нам открытий чудных ......! Увы, дальше не помню. Склероз замучил.

О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух!
Получен снимок пальца скотчем!
Вот-вот получат снимок двух!  

[sychbird]

О сколько нам открытий чудных ......! Увы, дальше не помню. Склероз замучил.

О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух!
Получен снимок скотчем пальца!
Вот-вот получат снимок двух!  

А дальше - больше! Пятернею
Никак не меньше! Вот ответ
Наш тем, кто мыслит головою
Производя словесный бред!

Р.S. Пожалуста без обид. Это всего лишь шутка в ответ на шутку. стихоплетство - штука заразительная :wink:

[sychbird]

Это искреннее чайниковское недоумение. Я имею в виду, что можно же посчитать, сколько энергии от работы на разматывание ленты уходит в акустику, сколько в нагрев, а сколько - куда-то еще.

Боюсь, что просто посчитать не получится. Для расчета потребуются исходные допущения, а взять их кроме как с потолка неоткуда. В конце концов все свалится в термику, кроме излученной энергии и унесенной атомами испарений(вакуум все таки)
Единственное обоснованное допущение, которое можно сделать, это число химических связей на единицу поверхности, которые надо порвать за счет механических усилий, как я уже выше отмечал. Далее, ИМХО, только две возможности: излучение кванта рентгеновского спектра в результате неких процессов рекомбинации оборванных связей - здесь критерием возможности является величина энергии порванных связей; вторая - излучение рентгеновского кванта в результате перехода электрона внутренних оболечек атомов на низшую орбиту( на вскидку по энергии именно рентгеновского спектра более вероятно). Причиной такого перехода можно предполагать некий  каскадный процесс релаксации возбуждений, локализующихся в результате  релаксации оборванных связей.
Ну и вообще говоря есть и третий возможный механизм: излучение рентгена в результате торможения свободного электрона, испущенного допустим при нейтрализации избыточной электронной плотности, образовавшейся после разрыва связи.
Критически сортировать все это можно, только зная детали химического взаимодействия клея и адгезионных сил освобождаемой поверхности и ее природы.

[Leroy]

стихоплетство - штука заразительная :wink:

Покажем мы теперь швейцарцам,
Забьем коллайдер налегке,
Мы им тут деланы не пальцем,
Мы на рентгене варим яйца,
Шашлык наш -- на протуберанцах,
А хиггс-бозоны – в котелке!  

[Tiger]

sychbird - благодарю, теперь это видится более реальным.

[Chilik]

То есть они просто проверяли результат советских ученых от 1953 года! Интересно, много ли подобных открытий у нас забыто или засекречено.

Да не секретное оно было. Как в том старом анекдоте про неуловимого Джо: "А он на никому не нужен". Много подобного есть. Например, если сдуру лупить молотком по льду из тяжёлой воды, то летят нейтроны. Это уже не 1953, а конец 30-х годов, тоже советское.
Механизм очень прост. Что при отрывании ленты, что при расколе льда есть две плоскости, которые первоначально находятся очень близко, а потом быстро раздвигаются. Если вдруг на этих поверхностях появились заряды разного знака (почему бы и нет, тот же разрыв хим. связей), то имеем микро-конденсатор. Все упомянутые материалы - изолирующие. Заряд на обкладках конденсатора сохраняется, а ёмкость при раздвигании обкладок падает -> напряжение обязано расти. По факту дорастает до десятков киловольт. Т.е. в щели есть неслабое электрическое поле, которое и ускоряет заряженные частицы. Электроны дают потом рентген, а ускоренные дейтоны из тяжёлого льда - термоядерные реакции с нейтронами. С законом сохранения энергии всё в порядке, т.к. работу совершает тот клиент, который со скуки изоленту переводит. Ну и к.п.д. весьма недалёк от нуля. Про увеличение эффекта в вакууме всё очевидно - есть такое понятие, как длина свободного пробега частицы, в плотном газе она просто энергию набрать не успевает из-за частых столкновений, да ещё и мягкий рентген неплохо в атмосферном воздухе поглощается.
Статью читать лень, но факт публикации в Нэйче удивляет, и тема попсовая, и (по словам в этом форуме) результатов особо нет. Интересно, кому и зачем эта публикация понадобилась. Где-то уровень нормальной курсовой студенческой работы по практикуму по атомной физике.

P.S. Есть один местный прикол для молодых и нагловатых студентов. На палке висит рулон 50-микронного полипропилена шириной 3 метра, который для работы периодически пользуется. Человека просят отмотать метра два, отрезать и принести. Процедура простая: берёшь за конец и тянешь, потом отрезаешь. Только им не говорят, что там рядом с рулоном заземлённый медный канатик специально висит. Короче, статикой шибает уже на первом обороте рулона. Многие шибко умные становятся умеренно вежливыми.

[jettero]

"А он на никому не нужен"

Насчет нужности не соглашусь. Рентгеновская установка в полевых условиях вполне может пригодится – как сказали авторы, это самый простой и дешевый способ получить рентген, не говоря уже о том, что не требует электричества.

Заряд на обкладках конденсатора сохраняется, а ёмкость при раздвигании обкладок падает -> напряжение обязано расти. По факту дорастает до десятков киловольт. Т.е. в щели есть неслабое электрическое поле, которое и ускоряет заряженные частицы. Электроны дают потом рентген,

Может и так, но они говорят, что пока не знают механизма, откуда там берется рентген и кстати, если пробой конденсатора в воздухе или вакууме может дать рентген, то это было бы давно известно. А рентгеновская трубка больше похожа по принципу работы на электронную пушку, чем на конденсатор, так что там наверное не все так просто И я не знаю, но разве могут электроны затормозится об ленту настолько интенсивно, чтобы получить рентген? Ведь для такого способа получения рентгена необходимо именно очень сильное ускорение (или торможение). Даже в пушке, разгон электронов, сам по себе не дает рентгена, а только их сильное торможение при попадании в анод,

И еще – исследователи явно указывают, что рентген испускает клейкое вещество, а как вы правильно сказали про рулон, статику можно получить и просто при разматывании любого рулона диэлектрика, но без клеящего вещества излучения рентгена не происходит (раз они явно говорят про него как источник)

[sychbird]

sychbird - благодарю, теперь это видится более реальным.

Не за что. Рад быть полезным. Думаю, дополнения данные Chilik к моему третьему варианту  по механизму ускорения электронов поверхностного заряда попадают в точку. Я, честно говоря, на его реплику надеялся и не ошибся.

[Chilik]

...но без клеящего вещества излучения рентгена не происходит (раз они явно говорят про него как источник)

Здесь клей нужен только как субстанция, слепляющая соседние витки ленты в рулоне. Если будет воздушный промежуток - эффекта не получить.

[SAV]

...но без клеящего вещества излучения рентгена не происходит (раз они явно говорят про него как источник)

Здесь клей нужен только как субстанция, слепляющая соседние витки ленты в рулоне. Если будет воздушный промежуток - эффекта не получить.

Иначе магнитофонная лента излучала бы рентген.  :shock: Особо мощный при перемотке. Хотя наверно никто это не проверял? :wink:

Короче, статикой шибает уже на первом обороте рулона. Многие шибко умные становятся умеренно вежливыми.

Вы опыты над студентами ставите зимой?
Воспоминания от посещения Академгородка в Новосибирске. Летом влажно и как-то непривычно прохладно. Зимой статикой бьются все металлические предметы за какие не возьмись. По первой это удивляет,  :shock: у нас такое бывает очень редко, поскольку зима влажная и не холодная.