Pulse Tunneling Effect. Features Interaction with Substance

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article discusses the phenomenon of pulsed tunneling effect and its application to various processes, including laser radiation generation and hydrogen production from water vapor. Various mechanisms of laser operation, in particular the CO2 laser, are considered, and it is assumed that the pulsed tunnel effect can explain their high efficiency. The interaction of the pulsed tunnel effect with matter and the possibility of its use to increase the efficiency of various processes, including the synthesis of environmentally friendly hydrogen, are analyzed.

About the authors

Rustam Kh. Rakhimov

Institute of Materials Science of the SPA “Physics-Sun” of the Academy of Science of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: rustam-shsul@yandex.com
ORCID iD: 0000-0001-6964-9260
SPIN-code: 3026-2619

Dr. Sci. (Eng.), Head, Laboratory No. 1

Uzbekistan, Tashkent

Vladimir P. Yermakov

Institute of Materials Science of the SPA “Physics-Sun” of the Academy of Science of Uzbekistan

Email: labimanod@uzsci.net
ORCID iD: 0000-0002-0632-6680
SPIN-code: 8907-1685

senior research, Laboratory No. 1

Uzbekistan, Tashkent

References

  1. Rakhimov R.Kh. Possible mechanism of pulsed quantum tunneling effect in photocatalysts based on nanostructured functional ceramics. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 3. Pp. 26–34. doi: 10.33693/2313- 223X-2023-10-3-26-34. EDN: QZQMCA.
  2. Rakhimov R.Kh. Pulsed tunneling effect: Fundamentals and application prospects. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 1. Pp. 193–213. (In Rus.). doi: 10.33693/2313-223X-2024-11- 1-193-213. EDN: EWSBUT
  3. Witteman V. CO2-laser. Moscow: Mir, 1990. 360 p.
  4. Goldansky V.I., Trakhtenberg L.I., Flerov V.N. Tunneling phenomena in chemical physics. Moscow: Nauka, 1986. 296 p.
  5. Blokhintsev D.I. Fundamentals of quantum mechanics. 4th ed., Moscow, 1963.
  6. Landau L.D., Lifshitz E.M. Quantum mechanics (non-relativistic theory). In: Theoretical Physics. 3rd ed., rev. and suppl. Moscow: Nauka, 1974. Vol. III. 752 p.
  7. Razavy M. Quantum theory of tunneling. 2nd ed. Singapore: World Scientific Publishing Co., 2013. 820 с. ISBN: 9814525006.
  8. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P., Rakhimov M.R. Phonon mechanism of transformation in ceramic materials. Computational Nanotechnology. 2017. No. 4. Pp. 21–35. (In Rus.)
  9. Rakhimov R.Kh., Hasanov R.Z., Yermakov V.P. Comparative frequency characteristics of vibrations generated by the functional ceramics and cavitation generator. Computational Nanotechnology. 2018. No. 4. Pp. 57–70.
  10. Rakhimov R.Kh., Hasanov R.Z., Ermakov V.P. Frequency characteristics of the resonant oscillation generator. Computational Nanotechnology. 2017. No. 4. Pp. 6–13.
  11. Rakhimov R.Kh. Features of the synthesis of functional ceramics with a set of specified properties by the radiation method. Part 8: Fundamentals of the theory of resonance therapy by R. Rakhimov's method (INFRA R Method). Computational Nanotechnology. 2016. No. 4. Pp. 32–135. (In Rus.)
  12. Parpiev O.R., Suleimanov S.Kh., Rakhimov R.Kh. et al. Synthesis of materials on a large solar furnace. Tashkent, 2023. 590 p.
  13. Rakhimov R.Kh., Saidov M.S., Ermakov V.P. Features of the synthesis of functional ceramics with a set of specified properties by the radiation method. Part 5: Mechanism of pulse generation by functional ceramics. Computational Nanotechnology. 2016. No. 2. Pp. 81–93. (In Rus.)
  14. Rakhimov R.Kh. Application of ceramic materials. Dusseldorf: Lambert, 2023. Vol. 1. P. 278; Vol. 2. P. 202; Vol. 3. P. 384; Vol. 4. P. 220.
  15. Rakhimov R.Kh. Possibilities of pulse energy converters as photocatalysts in hydrogen energy. In: Proceedings of the III International Conference “Trends in the Development of Condensed Matter Physics”, Fergana, October 30–31, 2023. Fergana, 2023. Pp. 297–300.
  16. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P. Prospects for solar energy: The role of modern solar technologies in hydrogen production. Computational Nanotechnology. 2023. Vol. 10. No. 3. Pp. 11–25. (In Rus.) doi: 10.33693/2313-223X-2023-10-3-11-25. EDN: NQBORL.
  17. Rakhimov R.Kh., Rashidov H.K., Ernazarov M. Physical methods of impact in the enrichment of man-made and ore raw materials. In: Proceedings of the International Conference “Fundamental and Applied Problems of Modern Physics”. Tashkent, October 19–21, 2023. Tashkent, 2023. Pp. 49–51.
  18. Popov V.S. Tunneling and multiphoton ionization of atoms and ions in a strong laser field (Keldysh theory). Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 2004. Vol. 174. No. 9. Pp. 921–955. (In Rus.)
  19. Fedorov M.V. Keldysh's L.V. work “Ionization in the field of a strong electromagnetic wave” and modern physics of the interaction of atoms with a strong laser field. JETP. 2016. Vol. 149. Issue 3. Pp. 522–529. (In Rus.)
  20. Ammosov M.V., Delone N.B., Krainov V.P. Interaction of atoms with intense radiation. Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 1986. Vol. 148. No. 6. (In Rus.)
  21. Nikishov A.I., Ritus V.I. Kinetics of multiphoton processes in strong radiation. JETP. 1966. Vol. 50. No. 4. (In Rus.)
  22. Rees H. Calculations of multiphoton ionization of atoms in a strong laser field. Phys. Rev. A. 1980. Vol. 22. No. 5.
  23. Korkum P.B. High harmonics using strong laser fields. Phys. Rev. Lett. 1993. Vol. 71. No. 11.
  24. Meshkov M.D. Models of pulsed tunneling phenomena in the interaction of a strong light field with atoms. JETP. 1999. Vol. 116. No. 4. (In Rus.)
  25. Silaev M., Vvedenskii N. Strong-field approximation beyond the Keldysh theory. Phys. Rev. A. 2014. Vol. 90. No. 6.
  26. Bevz G.P. Physics of atomic-laser interactions. Monograph. 2012.
  27. Quantum tunneling effect. Tutorial. V.V. Ivanov, A.M. Prokhorov (eds.). 2016.
  28. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P., Rakhimov M.R. Phonon mechanism of transformation in ceramic materials. Computational Nanotechnology. 2017. No. 4. Pp. 21–35. (In Rus.)
  29. Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P., Rakhimov M.R., Mukhtorov D.N. The potential of polyethylene-ceramic composite in comparison with polyethylene film in real conditions operations. Computational Nanotechnology. 2022. Vol. 9. No. 2. Pp. 67–72. (In Rus.). doi: 10.33693/2313-223X-2022-9-2-67-72
  30. Rakhimov R.Kh., Peter J., Ermakov V.P., Rakhimov M.R. Prospects for the use of polymer-ceramic composite in the production of microalgae. Computational Nanotechnology. 2019. Vol. 6. No. 4. Pp. 44–48. (In Rus.). doi: 10.33693/2313-223X-2019-6-4-44-48
  31. Bell J.S. On the Einstein–Podolsky–Rosen paradox. Physics. 1964. Vol. 1. No. 3. Pp. 195–200.
  32. Leggett A.J., Garg A. Quantum mechanics versus macroscopic realism: Is the flux there when nobody looks? Phys. Rev. Lett. 1985. Vol. 54. P. 857.
  33. Everett H., III. “Relative State” formulation of quantum mechanics. Reviews of Modern Physics. 1957. No. 29. P. 454.
  34. Menskii M.B. Advances in physical sciences. Reviews of actual problems. Quantum mechanics: New experiments, new applications, and new formulations of old questions. Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 2000. Vol. 170. No. 6. (In Rus.)
  35. Xiaodong Chen. A new interpretation of quantum theory. Time as hidden variable. Salt Lake City: University of Utah, 2000.
  36. Schrödinger E. Mind and matter. Moscow; Izhevsk: RHD, 2000. Pp. 59–60.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1.

Download (5KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2.

Download (3KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3.

Download (4KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2. Generation of hydrogen using light energy

Download (19KB)
Indexing metadata
6. Fig. 3. Change in temperature in the chamber depending on the operating time of the photocatalyst

Download (17KB)
Indexing metadata
7. Fig. 1. Spectrum of solar radiation

Download (157KB)
Indexing metadata
8. Fig. 4. Dynamics of the operation of a photocatalyst for the synthesis of hydrogen from water vapor using light energy

Download (42KB)
Indexing metadata
9. Fig. 4.

Download (11KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».