Химический и ядерный катализ, обусловленный локализованными ангармоническими колебаниями

Принята: 25 января 2016
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: В.И. Дубинко, Д.В. Лаптев. Химический и ядерный катализ, обусловленный локализованными ангармоническими колебаниями. Письма о материалах. 2016. Т.6. №1. С.16-21
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2016-1-16-21

Аннотация

В нелинейных многочастичных системах может возбуждаться особый тип колебаний – локализованные ангармонические колебания (ЛАК), при этом амплитуды колебаний атомов во много раз превышают амплитуды малых гармонических колебаний. Когерентность и устойчивость ЛАК может оказывать сильное влияние на протекание химических и ядерных реакций вследствие периодического по времени воздействия на колеблющиеся атомы в узлах решётки. Одним из примеров является значительное увеличение скорости химической реакции, вызванное термоактивационными прыжками через потенциальный барьер вследствие периодической по времени модуляции высоты барьера в окрестности локализованного ангармонического колебания. При существенно низких температурах скорость реакции определяется квантовым туннелированием через барьер. Гигантское увеличение прозрачности достигается для параболической потенциальной ямы с периодически меняющейся собственной частотой, когда частота модуляции превышает собственную частоту на фактор ~2 (параметрический режим). Такой режим может быть реализован для атома водорода или дейтерия в металлогидридах ( в металлодейтеридах), таких как гидрид никеля NiH или дейтерид палладия PdD в окрестности ЛАК. В работе представлено аналитическое решение уравнения Шредингера для нестационарного гармонического осциллятора, проанализирован параметрический режим и обсуждается его приложения для туннельного эффекта, который связан с принципом неопределённости, также как и энергия нулевых колебаний. Было получено аналитическое выражение для энергии нестационарного осциллятора. Для количественного описания туннельного эффекта, катализированного с помощью локализованных ангармонических колебаний, была предложена величина – мультипликационный фактор постоянной Планка.

Ссылки (23)

1. G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, F., J. Weitkamp (eds) Handbook of Heterogeneous Catalysis 2nd edn, Wiley-VCH (2008).
2. R. S. Swathi, and K. L. Sebastian, Molecular mechanism of heterogeneous catalysis. Resonance Vol. 13 Issue 6, (2008) 548 - 560.
3. V. I. Dubinko, P. A. Selyshchev, and J. F. R. Archilla, Phys. Rev. E 83, No 4 (2011). Crossref
4. V. I. Dubinko, F. Piazza, Letters on Materials 4 (4), 273 - 278 (2014).
5. V. I. Dubinko, A. V. Dubinko, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B 303, 133 - 135 (2013).
6. V. I. Dubinko, J. Condensed Matter Nucl. Sci., 14, 87 - 107 (2014).
7. V. I. Dubinko, Letters on Materials, 5, 97 - 104 (2015).
8. V. Dubinko, Nuclear catalysis mediated by localized anharmonic vibrations, http://arxiv.org / abs / 1510.06081.
9. R. P. Bell. The Proton in Chemistry. Second Edition, University of Stirling. Cornell. Universitv Press. Ithaca. New York. 1973.
10. E. Schrödinger, Ber. Kgl. Akad. Wiss., Berlin, S. 296 - 303 (1930).
11. H. P. Robertson, Phys. Rev. 34, 163 - 164 (1930).
12. V. V. Dodonov, V. I. Man’ko, Phys. Lett. A 79 (2 / 3), 150 - 152 (1980).
13. V. I. Vysotskii, M. V. Vysotskyy, Eur. Phys. J. A (2013). Crossref
14. Goldman, V. D. Krivchenkov. Collection of problems in quantum mechanics. Moscow. (1957) 275p. (in Russian).
15. Quantum Harmonic Oscillator: Wavefunctions http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu / hbase / quantum / hosc5.html.
16. E. Kamke. Handbook of Ordinary Differential Equations. Moskow. (1976) 576p. (in Russian).
17. Quantum Harmonic Oscillator: Energy Minimum from Uncertainty Principle http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu / hbase / quantum / hosc4.html.
18. R. H. Parmenter, W. E. Lamb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 8614 - 8617 (1989).
19. J. M. Rowe, J. J. Rush, H. G. Smith, M. Mostoller, H. E. Flotow, Phys. Rev. Lett. 33, 1297 - 1300 (1974).
20. J. Kasagi, Screening Potential for nuclear Reactions in Condensed Matter. in ICCF-14 International Conference on Condensed Matter Nuclear Science (2008).
21. J. Schwinger, Nuclear Energy in an Atomic Lattice I, Z. Phys. D 15, 221 (1990).
22. J. Schwinger, J. Nuclear Energy in an Atomic Lattice. Proc. Cold Fusion Conf. Salt Lake City, 130 (1990).
23. I. P. Chernov, Yu. M. Koroteev, V. M. Silkin, Yu. I. Tyurin, Proc. 8th Int. Workshop on Anomalies in Hydrogen / Deuterium Loaded Metals, p. 27 - 37 (2007).

Цитирования (6)

1.
P. V. Zakharov, M. D. Starostenkov, A. M. Eremin, E. A. Korznikova, S. V. Dmitriev. Phys. Solid State. 59(2), 223 (2017). Crossref
2.
A. Rivière, S. Lepri, D. Colognesi, F. Piazza. Phys. Rev. B. 99(2) (2019). Crossref
3.
V. Dubinko, D. Laptev, D. Terentyev, Sergey V. Dmitriev, K. Irwin. Computational Materials Science. 158, 389 (2019). Crossref
4.
Vladimir I. Dubinko, Alexander S. Mazmanishvili, Denis V. Laptev, Juan F. R. Archilla. J. Micromech. Mol. Phys. 01(02), 1650010 (2016). Crossref
5.
V. Dubinko. J. Micromech. Mol. Phys. 01(01), 1650006 (2016). Crossref
6.
V. Dubinko, D. Laptiev, D. Terentyev, S. Dmitriev, K. Irwin. Computational Materials Science. 177, 109582 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему