Pendant longtemps, les scientifiques ont eu du mal à étayer scientifiquement le mécanisme d'interaction des neutrinos avec la matière. D'une part, il a été considéré comme incontestable que le neutrino a une capacité super-pénétrante, n'interagit pas avec la matière et traverse la Terre de part en part sans rencontrer d'obstacles. D'autre part, lors du test d'un nanorevêtement multicouche créé par des scientifiques du Neutrino Energy Group, déposé sur une feuille métallique et constitué de couches alternées de graphène et de silicium avec l'ajout d'éléments d'alliage, des dispositifs d'enregistrement lors du test d'une plaque d'énergie dans un béton bunker, à une profondeur de 30 m dans une cage Faraday a montré la présence de courant électrique. Une telle feuille génératrice d'énergie au format A4 a fourni une sortie électrique stable de 2,5 à 3,0 W.
Expérimentalement, les scientifiques ont découvert que les paramètres maximaux de génération d'énergie sont atteints lorsque 10 à 20 couches de silicium-graphène sont appliquées sur la feuille avec l'ajout d'éléments d'alliage. Le nanorevêtement s'avère suffisamment dense, ce qui fournit l'interaction nécessaire avec les neutrinos et les autres particules du spectre de rayonnement invisible pour une conversion efficace de l'énergie des champs de rayonnement environnants en courant électrique. L'épaisseur totale de revêtement préférée est de 0,01 mm à 1 mm, les particules de silicium doivent avoir une taille de 5 nm à 500 nm, de manière particulièrement préférée de 5 nm, et les particules de graphène doivent avoir une taille de 20 nm à 500 nm, de manière particulièrement préférée de 20 nm. nm, puisque l'utilisation de ces paramètres augmente l'efficacité de la conversion d'énergie.
Le mécanisme d'interaction des neutrinos avec la matière a été étayé par des scientifiques qui ont participé aux travaux expérimentaux COHERENT. L'expérience COHERENT au laboratoire d'Oak Ridge (USA) a prouvé que les neutrinos de basse énergie participent aux interactions faibles avec les noyaux de matière. En 2017, la diffusion élastique cohérente des neutrinos a été découverte expérimentalement. Le physicien de l'ORNL Jason Newby, coordinateur technique et l'un des 11 contributeurs de l'ORNL à COHERENT, en collaboration avec 80 chercheurs de 19 institutions et de quatre pays, a déclaré : les neutrinos sur les noyaux.
Les chercheurs ont été les premiers à découvrir et à analyser la diffusion élastique cohérente des neutrinos par les noyaux. Une description détaillée des expériences est contenue dans l'article "Le plus petit détecteur de neutrinos au monde découvre une grande empreinte physique". Un neutrino de basse énergie, comme une balle de tennis heurtant une boule de bowling, frappe le gros et lourd noyau d'un atome et lui transfère une infime quantité d'énergie. En conséquence, le noyau rebondit presque imperceptiblement, c'est-à-dire Les neutrinos de basse énergie participent aux interactions faibles avec les noyaux de matière. Un modèle similaire de l'interaction des neutrinos à haute et ultra haute énergie avec les noyaux des atomes de graphène peut être considéré comme une justification théorique du modèle de conversion de l'énergie des neutrinos en courant électrique continu. Lorsque des neutrinos de n'importe quelle énergie ayant une masse entrent en collision avec les noyaux d'atomes de graphène, un petit "rebond" d'atomes de graphène se produit, c'est-à-dire les vibrations des atomes de graphène augmentent. Selon l'Institut de technologie de Karlsruhe, le neutrino est au moins 500 000 fois plus léger que l'électron ; la masse des particules est d'environ 1,1 électron-volt. Cette unité est couramment utilisée en physique atomique pour définir l'énergie, mais peut également être utilisée pour calculer la masse.
Compte tenu du fait que le flux de neutrinos pénétrant constamment la Terre est d'environ 60 milliards de particules par seconde à travers 1 cm2 de la surface de la Terre, l'interaction même d'une très petite partie des neutrinos de masse avec un nanomatériau multicouche apporte une contribution significative à la valeur totale du courant continu généré.
Plus l'impact des champs de rayonnement, y compris les neutrinos, est fort et plus la température est élevée, plus les vibrations des atomes de graphène sont fortes. À la suite d'un tel impact, une onde surgit dans le graphène, semblable aux vagues à la surface de la mer, résultant d'une combinaison de petits mouvements spontanés et conduisant à l'apparition de mouvements spontanés plus importants. Le déplacement d'un atome, s'additionnant aux déplacements des autres atomes, provoque l'apparition d'ondes de surface à polarisation horizontale, appelées en acoustique ondes de Love. En raison des particularités du réseau cristallin du graphène, ses atomes vibrent comme en tandem, ce qui distingue ces mouvements des mouvements spontanés des molécules dans les liquides. Étant donné que les vibrations des atomes de graphène, par exemple, sont 100 fois plus fortes que les vibrations des atomes de silicium, alors la superposition de la fréquence de l'action externe des champs de rayonnement, y compris l'effet des neutrinos, sur la fréquence interne des vibrations de " ondes de graphène" déterminées par la température Le mouvement brownien amplifie ces vibrations et conduit à la résonance des vibrations atomiques.
Les vibrations tomoniques à la résonance permettent de multiplier le recul des électrons au contact du silicium dopé. Le côté revêtu du film métallique devient le pôle positif, tandis que le côté non revêtu devient le pôle négatif.
Un avantage important de la technologie Neutrinovoltaïque est, tout d'abord, l'indépendance vis-à-vis des conditions météorologiques, et les plaques génératrices n'occupent pas de grandes surfaces : elles sont placées les unes au-dessus des autres et pressées les unes contre les autres, ce qui assure une connexion en série fiable des plaques dans la cellule génératrice. Plusieurs cellules génératrices qui composent la source de courant sont connectées les unes aux autres en série et/ou en parallèle jusqu'à ce que les indicateurs de courant et de tension requis soient atteints.
La technologie neutrinovoltaïque est très flexible et permet de créer des sources d'énergie de différentes capacités et géométries pour un large éventail d'applications : des téléphones portables aux systèmes d'alimentation électrique pour les maisons et même les véhicules électriques. Basée sur la technologie Neutrinovoltaic développée par le Neutrino Energy Group, la production commerciale de Neutrino Power Cubes d'une puissance de sortie de 5 kW pour l'alimentation électrique des ménages débutera en Suisse fin 2022-début 2023.
2022-05-20 15:20:54
Auteur: Vitalii Babkin