ITMI20081357A1 - Dispositivo per la trasformazione di energia ad alto rendimento e relativo metodo - Google Patents

Description

DISPOSITIVO PER LA TRASFORMAZIONE DI ENERGIA AD ALTO RENDIMENTO E RELATIVO METODO

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La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo e ad un relativo metodo per la trasformazione di energia ad alto rendimento

Al giorno d'oggi esistono molti mezzi per la trasformazione di energia, anche detti generatori di energia che tuttavia sono caratterizzati da numerosi gravi inconvenienti.

Si considerino, ad esempio, i sistemi di generazione termoelettrica. Il principio di base consiste nel fornire energia termica ad acqua liquida per trasformarla in vapore in pressione, per poi far espandere il vapore in un turbo-alternatore.

La trasformazione di fase liquido/vapore viene eseguita con processi di combustione, nei quali si impiegano combustibili fossili, metano o carbone. Questi combustibili vengono in genere importati da paesi produttori, nei quali sono localizzate riserve limitate, destinate ad esaurirsi in tempi più o meno lunghi. Inoltre, il loro costo per i paesi acquirenti à ̈ notevole, con ripercussioni negative sui bilanci dei paesi paganti.

Altro svantaggio di tali processi di combustione consiste nell'immissione in atmosfera di gran quantità di anidride carbonica, sostanza ritenuta nociva all'ambiente.

Un altro processo utilizzato oggi per la generazione di energia à ̈ la fissione nucleare.

Tuttavia anch'essa à ̈ limitata dalla disponibilità di elementi fissili.

Svantaggiosamente inoltre tale processo produce isotopi attivi ad emivita lunga, detti “scorie radioattive†, che devono essere immagazzinati in sicurezza per tempi anche molto lunghi, prima di perdere la loro nocività. Un altro processo utilizzato oggi à ̈ la generazione idroelettrica di energia.

Tuttavia anch'esso à ̈ limitato dalla disponibilità di salti d'acqua.

Da considerare inoltre à ̈ la possibilità che tale processo provochi cambiamenti ambientali rilevanti.

La generazione di energia per conversione dell'energia solare in elettricità richiede ampi spazi ed ancora risente di notevoli difficoltà connesse con il rendimento non ottimale di conversione delle celle solari.

Infine la generazione per fusione controllata à ̈ in uno stadio tuttora non industrialmente operativo ed à ̈ comunque molto costosa. Infatti con le macchine a plasma caldo si à ̈ ancora lontani dal raggiungimento di parametri operativi che assicurino che l'energia prodotta sia maggiore di quella consumata, mentre le macchine a fusione inerziale, molto costose, presentano un'operatività industriale attualmente non prevedibile. Tutti i processi sopra elencati, che rappresentano i più importanti metodi oggi esistenti per la produzione di energia, soffrono quindi di notevoli svantaggi (limitatezza delle riserve mondiali di combustibili fossili e di elementi fissili, pericolosità delle scorie attive, spazio, costi, ecc.)

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo per la trasformazione di energia in grado di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in una maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo à ̈ quello di realizzare un dispositivo per la trasformazione di energia e un relativo metodo ad alto rendimento in cui non sia necessaria la presenza di un particolare tipo di materiale “combustibile†.

Altro scopo à ̈ quello di realizzare un dispositivo per la trasformazione di energia ed un relativo metodo in grado di attingere energia dal vuoto “quantistico†e renderla utilizzabile.

Ancora un altro scopo à ̈ quello di poter avere un dispositivo per la trasformazione di energia e un relativo metodo che non produca alcuna scoria. Questi scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un dispositivo e un metodo per la trasformazione di energia ad alto rendimento come esposto rispettivamente nelle rivendicazioni 1 e 21. Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi di un dispositivo per la trasformazione di energia ad alto rendimento e di un relativo metodo secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

la figura 1 mostra schematicamente la disposizione spaziale di alcuni componenti del dispositivo per la trasformazione di energia secondo la presente invenzione;

la figura 2 Ã ̈ una vista di un esempio realizzativo dei componenti di figura 1;

le figure 3 e 4 mostrano schematicamente il principio di funzionamento dei componenti del dispositivo mostrati nelle figure 1 e 2;

la figura 5 mostra schematicamente la disposizione spaziale di altri componenti del dispositivo per la trasformazione di energia secondo la presente invenzione;

la figura 6 Ã ̈ una vista di un esempio realizzativo di alcuni componenti di figura 5;

la figura 7 mostra schematicamente il principio di funzionamento dei componenti di figura 6;

la figura 8 mostra schematicamente il principio di funzionamento dei componenti di figura 5;

la figura 9 mostra un esempio realizzativo di ulteriori componenti del dispositivo secondo la presente invenzione;

le figure 10 mostra schematicamente il principio di funzionamento dei componenti di figura 9;

la figura 11 mostra un esempio realizzativo del dispositivo per la trasformazione di energia di figura 9 dotato di una guida elettromagnetica secondo la presente invenzione;

la figura 12 mostra schematicamente un esempio ingrandito di un particolare di un elemento a cella della guida di figura 11; e

la figura 13 mostra un esempio realizzativo complessivo di un dispositivo per la trasformazione di energia secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure viene mostrato e indicato con 10 un dispositivo per la trasformazione di energia ad alto rendimento secondo la presente invenzione.

Tale dispositivo 10 per la trasformazione di energia à ̈ in grado di produrre, a partire dal vuoto, antimateria e di dirigerla successivamente in modo ordinato lungo una direzione stabilita contro materia ordinaria al di fuori del dispositivo 10 stesso.

Con il termine “antimateria†si intende tutto ciò che à ̈ composto da “antiparticelle†.

E' noto in meccanica quantistica e dalle equazioni di Dirac che ad ogni particella di materia ordinaria corrisponde una antiparticella, di massa eguale. Nel caso in cui la particella sia elettricamente carica, come ad esempio l'elettrone, che à ̈ carico negativamente, la corrispondente antiparticella ha carica elettrica uguale in valore assoluto, ma di segno opposto: nel caso dell'elettrone, il positrone, la sua antiparticella, ha carica positiva.

Caratteristica fondamentale di ogni antiparticella à ̈ che nell'urto contro la corrispondente particella, la coppia scompare e viene liberata radiazione elettromagnetica in virtù di un processo spontaneo, detto di “annichilazione†.

Dopo aver chiarito cosa siano le antiparticelle, si espone perché il dispositivo 10 trasformi energia.

Il dispositivo 10 genera antiparticelle e le convoglia al di fuori di esso contro materia ordinaria costituita da particelle. Quando le antiparticelle vengono a contatto con le particelle corrispondenti, si annichilano con queste e si libera energia sotto forma di radiazione elettromagnetica.

Ad esempio l'annichilazione di un positrone con un elettrone libera una quantità di energia, in virtù della relazione E=mc<2>, pari a 1,022 MeV, ovvero circa un mega-elettronvolt.

In meccanica quantistica à ̈ noto un principio, detto “principio di indeterminazione di Heisenberg†, che afferma che à ̈ impossibile misurare contemporaneamente con precisioni arbitrarie, l'energia di un sistema e l'istante in cui esso la possiede. Ne deriva che secondo tale principio, l'energia del vuoto non à ̈ zero, ma fluttua continuamente. Quando questa fluttuazione raggiunge il valore di 1,022 MeV, può formarsi una coppia elettrone-positrone, essendo massa ed energia del tutto equivalenti secondo la teoria della relatività ristretta.

In base al medesimo principio di cui sopra, tale coppia può esistere solo per un tempo brevissimo, dell'ordine di 10<-22>secondi. Trascorso tale tempo, la coppia scompare e cede al vuoto l'energia che l'aveva generata. Coppie di questo tipo sono dette “virtuali†e non esiste alcun metodo fisico diretto per osservarle. Alla luce di quanto appena chiarito, il dispositivo per la trasformazione di energia 10 secondo la presente invenzione si prefigge gli scopi seguenti: impedire l'annichilazione spontanea delle coppie che si generano dal vuoto secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg; separare le particelle dalle antiparticelle; dirigere queste ultime successivamente lungo un flusso ordinato verso un bersaglio di materia ordinaria al di fuori del dispositivo 10 stesso.

Così facendo à ̈ infatti possibile utilizzare secondo i propri scopi l'energia che si libera dal processo di annichilazione quando le antiparticelle raggiungono le particelle del bersaglio.

Per eseguire tutto questo il dispositivo 10 secondo l'invenzione comprende, come mostrato ad esempio in figura 1, rispetto ad una terna cartesiana XYZ centrata in O, due solidi 11 e 12, costituiti almeno in parte da una miscela di isotopi con nuclei dotati di spin semintero disposti da lati opposti, simmetricamente se i due solidi sono uguali, sull'asse Y rispetto ad O. Nel particolare esempio mostrato i due solidi 11 e 12 sono due sfere uguali cave di acciaio contenenti mercurio.

Di queste due sfere 11 e 12, l'una 11 Ã ̈ rotante attorno ad un asse di propria simmetria e parallelo all'asse X e l'altra 12 attorno ad un asse di propria simmetria e parallelo all'asse Z.

Le due citate sfere 11, 12 contengono, preferibilmente in eguali quantità, del mercurio, oppure una qualsiasi altra miscela di isotopi aventi nuclei con spin semintero, ovvero fermioni.

Le due sfere 11, 12 sono rispettivamente calettate su due alberini 13, 14, di materiale non ferromagnetico, in particolare alluminio, l'uno 13 parallelo all'asse X e l'altro 14 parallelo all'asse Z, messi in rotazione rispettivamente da due motorini elettrici 15 e 16 guidati da apposite elettroniche (figura 2).

Quando le sfere 11 e 12 sono ferme, gli spin dei fermioni che almeno in parte li compongono puntano a caso in tutte le direzioni in virtù dell'agitazione termica e quindi eventuali campi da essi generati sono mediamente nulli.

Quando invece le sfere 11 e 12 sono messe in rotazione, gli spin dei fermioni che almeno in parte le compongono si allineano, puntando tutti parallelamente alla direzione di rotazione della relativa sfera.

Infatti, per la teoria della relatività generale, ogni massa in rotazione determina un cosiddetto “campo gravito-magnetico†che ha un andamento assiale attorno all'asse di rotazione. Quindi anche attorno a ciascuna sfera 11 e 12 si creerà un tale campo gravitomagnetico, dovuto alle masse di mercurio in rotazione al loro interno.

In tal modo le loro influenze si sommano e ne scaturiscono due campi, genericamente di tipo gravitomagnetico, sfalsati di 90 gradi, poiché gli assi di rotazione delle sfere 11 e 12 sono ortogonali tra loro. Tali campi hanno l'effetto di far ruotare lo spin di un elettrone o quello di un positrone, o di qualsiasi altra particella dotata di spin posta nelle loro vicinanze.

Come visibile nello schema di figura 3, durante la rotazione delle sfere 11 e 12, le due masse di fermioni si dispongono con i baricentri indicati con G11 e G12, a due distanze differenti rispetto all'asse Y per il fatto che la sfera 11 ruota attorno ad un asse orizzontale e l'altra 12 invece attorno ad un asse verticale.

Nello spazio compreso tra le due sfere 11 e 12 rotanti esistono dei luoghi di punti che si trovano ad eguale distanza sia da G11 che da G12.

Geometricamente tali luoghi saranno dei cerchi, ognuno dei quali sarà l'intersezione di due sfere ideali, una con centro in G11 e l'altra con centro in G12, aventi raggi eguali. Chiameremo tali luoghi “cerchi di separabilità†C o “punto di separabilità†M, per le ragioni che saranno chiare di seguito.

Nello schema appena descritto si à ̈ fatto riferimento alle figure mostrate e alla realizzazione dei due solidi 11 e 12 come due sfere contenenti mercurio ma, alternativamente, si possono prevedere altre realizzazioni quali dei cilindretti di bismuto o altro. Per costruzione, sia utilizzando sfere con mercurio che cilindretti di bismuto che altro, in tali cerchi di separabilità i due campi gravito-magnetici saranno eguali in intensità; il campo invece immediatamente da una parte di un tale cerchio e più vicino alla sua sorgente prevarrà in intensità, sia pure di poco, su quello dalla parte opposta; essi inoltre saranno disposti a 90 gradi tra loro poiché i solidi 11 e 12 ruoteranno su assi posti tra loro a 90°.

Tra tutte le possibili coppie virtuali di particelle ed antiparticelle che si possono generare dal vuoto, consideriamo, a puro titolo di esempio, una coppia virtuale elettrone-positrone, che si generi su un cerchio C o punto M come prima descritto. A causa del campo elettrico agente, l'elettrone tenderà ad allontanarsi nella direzione negativa dell'asse Y e perciò si sposterà più vicino al solido rotante attorno ad un asse verticale, mentre il positrone tenderà a muoversi verso una posizione più vicina all'altro solido. Di conseguenza, appena allontanati, l'elettrone risentirà di più del campo verticale per la sua maggior vicinanza all'origine del campo stesso, mentre il positrone risentirà di più del campo orizzontale per la medesima ragione. Perciò, l'elettrone allineerà il proprio spin nella direzione parallela all'asse Z e il positrone nella direzione parallela all'asse X.

Tale fenomeno à ̈ schematicamente rappresentato in figura 3 ove i vettori di spin del positrone e dell'elettrone, indicati con due frecce se<+>ed se-, si allineano agli assi di rotazione delle due sfere 11, 12.

Per maggiore semplicità di rappresentazione, in figura 3 le frecce se<+>ed se<->sono disegnate all'esterno del cerchio di separabilità C, mentre sono da immaginare idealmente applicate nel punto di separabilità M.

In tal modo, tutte le particelle nate in un cerchio o punto di separabilità ruotano i loro spin, quindi non possono più ricombinarsi, vale a dire annichilarsi e tornare al vuoto restituendo l'energia messa a disposizione da quest'ultimo per la generazione della coppia stessa, bensì possono essere separate mediante l'applicazione di ulteriori campi magnetici descritti in seguito.

Ciò dipende dal fatto che la somma vettoriale degli spin della coppia particella-antiparticella risulta ora diversa da zero.

La ragione di questo fenomeno fisico per cui in tali condizioni, cioà ̈ quando la somma vettoriale degli spin della coppia particella-antiparticella à ̈ diversa da zero, si verifica il blocco dell'annichilazione, che altrimenti avverrebbe, à ̈ la seguente.

Il vuoto ha spin nullo e per il principio di conservazione dello spin, altrettanto nullo deve essere il vettore di spin totale di ogni coppia virtuale particella-antiparticella che si crea dal vuoto.

Ciò significa che al momento della loro generazione la particella ha il medesimo spin della relativa antiparticella ma sfasato di 180°.

In altre parole, se in una qualsiasi coppia la particella ha un determinato vettore di spin, l'antiparticella sua compagna ha necessariamente vettore di spin con la medesima intensità e direzione, ma con verso opposto.

Le due sfere 11 e 12 rotanti sopra descritte, determinano, come si diceva, due campi disposti, ad esempio, a 90 gradi l'uno dall'altro. In tal modo, la particella viene indotta da uno dei due campi (col quale interagisce) a ruotare il suo spin allineandosi con esso, mentre l'antiparticella fa lo stesso con l'altro campo. Il risultato finale à ̈ che gli spin ruotano, portandosi, secondo l'esempio, ad una distanza angolare di 90 gradi l'uno dall'altro, in modo che, dopo la rotazione, lo spin totale della coppia non à ̈ più zero.

Ciò significa che la coppia, al contrario di ciò che fa normalmente, non può più tornare al vuoto che ha spin zero, perché, se lo facesse, violerebbe la legge di conservazione dello spin.

Si noti inoltre che a seconda delle velocità di rotazione delle due sfere 11 e 12 i relativi baricentri si posizioneranno a distanze diverse dall'asse Y generando di volta in volta cerchi di separabilità con inclinazioni differenti.

Tutte le altre coppie virtuali che si formano fuori dai cerchi di separabilità, per definizione si troveranno più vicine ad una sfera che all'altra. In tal caso, una particella si disporrà col suo spin parallelo alla direzione di rotazione della sfera più vicina, l'altra col suo spin antiparallelo a questa e quindi si annichileranno quasi immediatamente in virtù del principio di indeterminazione.

Il dispositivo 10 comprende inoltre mezzi per mettere in modo le antiparticelle e convogliarle contro materia ordinaria.

In particolare comprende mezzi 20 in grado di generare un campo elettrico avente linee di forza, come mostrato con la freccia tratteggiata F nell'esempio di figura 4, circa parallele all'asse Y in O, nell'esempio orientate da –Y a Y, e traslanti in direzione X con velocità Vexmostrata con la relativa freccia.

In tal modo, le particelle virtuali formatesi, ad esempio nelle vicinanze dell'origine, tendono a muoversi nel modo seguente: gli elettroni tendono ad allontanarsi dal piano X-Z verso le Y negative, mentre i positroni tendono a dirigersi in direzione opposta. La loro velocità, comune in modulo, viene provocata dalla presenza del campo elettrico. Supponendo che le velocità lungo ±Y siano molto maggiori della velocità lungo X si potrà affermare che le due particelle tenderanno a spostarsi nelle direzioni delle Y negative o positive a seconda della loro carica allontanandosi tra loro.

Poiché, nell'ipotesi che agisca esclusivamente il campo elettrico, gli spin associati alle due particelle al momento in cui si formano rimangono antiparalleli, terminato il tempo di vita concesso dal principio di indeterminazione, si ricombinano restituendo al vuoto la loro energia di massa.

Nell'esempio visibile nello schema delle figure 1-3, tale campo si può ottenere caricando, con una certa differenza di potenziale elettrico, le facce opposte di tre dischetti ceramici 21, 22 e 23 calettati su un alberino rotante 24 di materiale isolante disposto parallelamente all'asse Y e passante per un punto O' sull'asse delle Z negative.

In particolare i dischetti sono caricati in modo positivo su una faccia rivolta verso le Y negative e in modo negativo sulla faccia rivolta verso le Y positive.

In una realizzazione pratica l'alberino 24 può essere montato su due cuscinetti a sfere grazie ai quali può ruotare attorno al proprio asse.

Tale rotazione in senso antiorario, secondo l'esempio di figura 2, Ã ̈ realizzata tramite un motorino elettrico 27 comandato da apposita elettronica.

Per evitare danni al dispositivo 10 causati da collisioni di positroni passati all'esistenza stabile ma non ancora convogliati, con elettroni appartenenti a pezzi del dispositivo 10, questo comprende mezzi 30 (figura 5) in grado di generare nei dintorni dell'origine O un campo magnetico debole B1, pure mostrato in figura 5 e dell'ordine di qualche gauss, che faccia un certo, preferibilmente piccolo, angolo ψ con l'asse Z nel piano YZ e che abbia componenti Bmye Bmztraslanti lungo gli assi Y e Z, nonché elementi a spin semintero 40, 41, 42, 43 (figure 6 e 7) associati ai mezzi 30 di generazione del campo magnetico B1.

Inoltre, per fare in modo che il campo magnetico terrestre non influisca sul campo B1, che non deve avere componenti fuori dal piano YZ, cioà ̈ lungo l'asse X, occorre orientare il dispositivo 10 in modo che il suo asse Y sia parallelo alla direzione tra il polo nord geomagnetico ed il polo sud geomagnetico, cioà ̈ a quella indicata dall'ago di una bussola. In tal caso infatti il campo magnetico terrestre non avrà alcuna proiezione sull'asse X della macchina e quindi il campo B1giacerà completamente nel piano YZ.

Al fine poi di eliminare la componente verticale del campo magnetico terrestre, si dispongono all'interno del dispositivo 10, tutto intorno e sul fondo, fogli di gomma magnetizzata, non mostrati. Scegliendo opportunamente le intensità di magnetizzazione, si crea in tal modo un campo magnetico verticale volto verso l'alto capace di compensare la componente verticale volta verso il basso del campo magnetico terrestre.

Secondo un esempio realizzativo, tali mezzi 30, mostrati in figura 5, possono essere due magneti rotanti 31 e 32 a forma di disco, in cui un magnete 31 ha asse di rotazione parallelo all'asse Z e l'altro 32 ha asse di rotazione parallelo all'asse Y. Entrambi i magneti rotanti 31 e 32 hanno i relativi centri lungo l'asse X situati da lati opposti rispetto a O.

Preferibilmente, nel caso in cui i dischi 31 e 32 siano uguali, essi sono posti a eguale distanza da O.

Così facendo ogni disco 31 e 32 genera in O, e nelle sue vicinanze, un campo magnetico parallelo al suo asse di rotazione. Come già detto, in figura 5 i due campi sono indicati con i vettori Bmz, generato dal disco 31, e Bmygenerato dal disco 32.

Sarà perciò possibile, attraverso una scelta opportuna delle intensità di magnetizzazione di ciascun disco 31 e 32, ottenere in O e nelle sue vicinanze un campo magnetico totale B1di intensità e direzione volute. In una realizzazione pratica mostrata in figura 6, tali magneti 31 e 32 vengono rispettivamente calettati su due alberini rotanti 33 e 34, di materiale non ferromagnetico, preferibilmente di alluminio, montati su cuscinetti a sfere e sono messi in rotazione da due motorini elettrici 37 e 38 guidati da apposite elettroniche.

Con riferimento sempre alla figura 6, gli elementi a spin semintero sono coppie di dischi 40, 41 e 42, 43 formati da fermioni montati su ogni alberino 33 e 34 parallelamente e da lati opposti di ognuno dei dischi magnetici 31 e 32, preferibilmente in modo simmetrico. Per ogni coppia, un disco 40 e 42 Ã ̈ d'oro e l'altro disco 41 e 43 Ã ̈ di platino. In particolare, rispetto al disco magnetico 31 ruotante attorno ad un asse verticale, vale a dire parallelo all'asse Z, il disco d'oro 40 Ã ̈ disposto dal lato delle Z positive, ed il disco di platino 41 Ã ̈ disposto dal lato delle Z negative. Invece, rispetto al disco magnetico 32 ruotante attorno ad un asse orizzontale, vale a dire parallelo all'asse Y, il disco d'oro 42 Ã ̈ disposto dal lato delle Y negative, ed il disco di platino 43 Ã ̈ disposto dal lato delle Y positive.

Lo scopo dell'assieme di dischi rotanti comprendente i dischi a spin semintero 40, 41 e 42, 43 in abbinamento con i dischi magnetici 31 e 32 Ã ̈ di proteggere i componenti del dispositivo 10 dagli urti con i positroni reali separati dalle sfere 11 e 12.

Infatti, l'assieme dei citati dischi rotanti calettati sugli alberini 33 e 34, che sono ognuno disposto ortogonalmente all'asse di rotazione 13, 14 di una sfera 11, 12 come mostrato in figura 7, generano campi gravito-magnetici concettualmente come le sfere contenenti mercurio, che si oppongono ai campi gravitomagnetici generati dalle sfere rotanti 11 e 12, compensandoli e costringendo quindi le due particelle (l'elettrone ed il positrone) all'equilibrio.

L'azione dei dischi tende ad orientare i vettori di spin delle coppie di elettroni-positroni idealmente presenti nel punto di separabilità M in modo opposto rispetto alla direzione ed al verso imposto dato dalle sfere 11 e 12. In figura 7 à ̈ schematizzato con le frecce de<+>e de<->l'influsso dei dischi rotanti sui vettori di spin delle particelle, che girano nuovamente gli spin delle particelle già girati dalle sfere 11 e 12. In tale situazione l'effetto delle sfere 11 e 12 à ̈ annullato e dopo un tempo di circa 10<-22>secondi il sistema torna allo stato iniziale e le particelle, ricombinandosi, tornano al vuoto quantistico. Esse quindi non possono danneggiare la macchina.

La ragione per cui anche i tre dischetti ceramici 21, 22 e 23 elettricamente caricati ed i due dischi magnetici 31 e 32 ruotano, Ã ̈ il fatto di ottenere, come indicato in precedenza, dei campi elettrici e magnetici traslanti.

I tre dischetti ceramici 21, 22 e 23, essendo elettricamente caricati, generano, come si diceva, un campo elettrico in direzione Y. Mettendo in rotazione questi tre dischetti 21, 22 e 23, il campo elettrico da essi generato traslerà lungo l'asse X con una certa velocità, data dal prodotto della velocità angolare comune ωedei dischetti, mostrata in figura 8, per la distanza O-O', dove O' à ̈ il centro del dischetto centrale.

Immaginando un positrone presente ad esempio in O, figura 8, per il principio di relatività dei moti sarà come se il campo elettrico fosse fermo e il positrone traslasse con velocità eguale ed opposta Vex. Nella figura 8 si à ̈ altresì indicato con Vy1la velocità impartita ad un positrone dal campo elettrico dei dischetti ceramici 21, 22 e 23.

Bisogna notare che Vexà ̈ necessariamente piccola, dell'ordine di qualche m/s, mentre Vy1può essere dell'ordine di qualche migliaio di km/s.

Analogamente accade nel caso dei dischetti magnetici 31 e 32 che ruotando generano campi magnetici traslanti. Sarà quindi come se tali campi fossero fermi e il positrone possedesse velocità eguali e contrarie a quelle di traslazione di tali campi.

Poiché i dischetti ceramici 21, 22 e 23 e i due dischi magnetici 31 e 32 ruotano attorno a tre direzioni mutuamente ortogonali, sarà come se, ad esempio in O, tutti i campi fossero fermi ed un positrone ivi presente possedesse tre velocità lineari fra loro ortogonali. In figura 8 sono indicate con Vmye Vmzle velocità dovute ai moti rotatori dei dischi magnetici 31 e 32. Anche Vmye Vmzsaranno in genere molto più piccole di Vy1e dell'ordine di 1 m/sec.

Generalmente, la velocità Vy1risulta essere di qualche migliaio di km/sec e disposta lungo l'asse Y, mentre le restanti tre velocità disposte sui tre assi e dovute alle rotazioni dei dischetti sono tipicamente di 1 m/sec.

Quindi la risultante V delle velocità sarà quasi coincidente con Vy1. In figura 8 si mostra anche la composizione dei vettori velocità e si mostrano i vettori V e Vy1molto divergenti l'uno dall'altro solo per motivi di chiarezza.

Come descritto in precedenza il campo B1 à ̈ debole e orientato in modo da formare un piccolo angolo ψ con l'asse Z.

Per ottenere la separazione dei positroni e degli elettroni nel cerchio C o punto M di separabilità, nonché la loro liberazione dallo stato cosiddetto “entangled†e costringere i positroni a percorrere traiettorie elicoidali, il dispositivo 10 inoltre comprende un solenoide 50 (figura 9), avente asse coincidente con l'asse Z. Tale solenoide 50, come visibile in figura 9, à ̈ di filo conduttore isolato e avvolto su un elemento cilindrico 51 di alluminio o altro materiale non ferromagnetico. Inoltre tale solenoide 50 à ̈ fornito superiormente di una cuffia 52 semicilindrica aperta verso una direzione delle Y, nell'esempio di figura 9 quella positiva.

Tale solenoide 50 viene fatto percorrere da una corrente elettrica di apposita intensità, in modo tale da generare al suo interno, per tempi desiderati, un campo magnetico Bsverticale, figura 10, abbastanza intenso.

Tale campo sarà in direzione dell'asse Z e si combinerà con quello debole B1esistente anche in assenza di corrente e dovuto ai due dischi 31 e 32 permanentemente magnetizzati.

Il campo risultante B, figura 10, farà quindi un piccolo angolo Î ̧ con l'asse Z nel piano YZ.

Attivando il solenoide 50, l'effetto sui vettori di spin dell'elettrone e del positrone dovuto ai campi gravito-magnetici dell'assieme di dischi rotanti, schematizzato in figura 5 con le frecce de<->e de<+>, non bilancia più l'effetto sui vettori di spin dovuto ai campi gravito-magnetici delle sfere 11, 12. I campi gravito-magnetici delle due sfere 11 e 12 possono ora intervenire e fanno ruotare reciprocamente i due spin di tutte le coppie di particelle nate in un centro o punto di separabilità.

Le particelle quindi vengono liberate l'una dall'altra. Le particelle liberate tra loro non possono fare altro che allontanarsi tra loro messe in movimento dal citato campo elettrico determinato dai tre dischetti ceramici 21, 22 e 23.

E' ben noto che in tali condizioni i positroni si muovono attorno alla linea di forza del campo magnetico risultante B con un movimento a elica. La stessa quantità di positroni che in maniera elicoidale va verso l'alto genera una uguale quantità di elettroni che va verso il basso e viene scaricata a terra.

Quindi il luogo in cui può avvenire la separazione delle particelle virtuali sarà costituito di volta in volta, durante il tempo di attivazione del solenoide, da tutti gli infiniti punti di un piccolo volume, avente per lati le distanze percorse dal campo elettrico e dai due campi magnetici, schematizzato in figura 8. Di conseguenza, il numero di particelle rilasciate dal sistema aumenterà grandemente, in proporzione sia alla durata dell'impulso di corrente, sia alle velocità di rotazione impresse ai dischetti. Tale movimento ad elica à ̈ la composizione di due moti: uno di rotazione attorno al campo, dovuto alla componente della velocità normale al campo VcosÏ‘, la quale genera una forza di Lorentz; l'altro, di traslazione lungo il campo, dovuto alla componente VsinÏ‘ della velocità del positrone, parallela alla direzione del campo.

Essendo Ï‘ piccolo, la prima componente à ̈ di gran lunga prevalente, mentre la seconda à ̈ molto minore.

Prima di dare corrente al solenoide 50, si può intervenire, come sopra spiegato, sulle elettroniche di comando dei tre motorini elettrici 27, 37 e 38 al fine di variare le tre velocità mutuamente ortogonali possedute da ogni positrone.

Facendo quindi circolare corrente nel solenoide 50 é possibile catturare i positroni presenti nelle vicinanze dell'origine costringendoli a muoversi secondo spirali attorno al campo B indicato in figura 10. Le variazioni apportate prima della circolazione della corrente nel solenoide 50 alle velocità di rotazione dei dischetti elettrici 21, 22 e 23 e magnetici 31 e 32, cioà ̈ alle tre velocità mutuamente ortogonali, avranno l'effetto di modificare le traiettorie ad elica dei positroni attorno al campo magnetico all'interno del solenoide 50, che si generano in conseguenza della creazione del campo B. Si noti infatti che, una volta fissata la corrente che circola nel solenoide 50, essendo fisse le magnetizzazioni dei due dischetti magnetici 21, 22 e 23, tale campo potrà essere considerato costante. Perciò, in virtù della legge di Lorentz, ogni modifica alle traiettorie ad elica dei positroni sarà da ascriversi esclusivamente ai valori delle tre velocità mutuamente ortogonali controllabili elettronicamente.

Ne scende che, modificando elettronicamente le velocità di rotazione dei tre motori elettrici, sarà possibile, in particolare, apportare variazioni al passo di tali traiettorie ad elica, ottenendo perciò un fascio di particelle di antimateria che si muovono in modo controllabile.

Naturalmente, si potranno apportare variazioni alle traiettorie delle antiparticelle anche modificando la corrente che circola all'interno del solenoide 50. Ciò infatti modificherà il vettore campo magnetico risultante B.

Benché il requisito della controllabilità delle traiettorie delle anti-particelle non sia indispensabile per la generazione di energia, tuttavia si à ̈ ritenuto necessario descriverlo qui anche in vista di ulteriori future applicazioni della nuova macchina. Come si à ̈ visto, la presenza del solenoide 50 e della relativa corrente ha lo scopo di rendere paralleli gli assi delle spirali percorse dai positroni e guidarli verso l'alto fino alla bocca superiore del solenoide 50. A questo punto à ̈ indispensabile disporre sopra la bocca del solenoide 50 una gabbia magnetica 60, figura 9, costituita da quattro magneti permanenti opportunamente magnetizzati, di cui tre magneti quadrati 61, 62 e 63 disposti attorno alla cuffia 52 ed un magnete cilindrico 64 posto al di sopra della cuffia 51. All'interno del solenoide 50 ed in corrispondenza del magnete cilindrico 64 sono disposte delle piastrine sagomate uguali 70 e 71 in piombo, al fine di filtrare una parte del flusso di antimateria. La piastrina 70 sagomata ed il magnete cilindrico 64 sono tenuti in posizione da un apposito elemento di copertura 80 in materiale non ferromagnetico, figura 11, che à ̈ ad esempio collegato alla macchina da due colonnine 81 e 82 dello stesso materiale.

Adiacente alla gabbia 60, si dispone una guida elettromagnetica 90. Tale guida 90, come si può osservare dalla figura 11, à ̈ costituita da almeno un elemento a cella, o cella. Preferibilmente come mostrato in figura 11 cinque celle eguali 91, 92, 93, 94 e 95 sono disposte una di seguito all'altra lungo un asse parallelo all'asse Y.

Ogni cella, la cui vista laterale à ̈ mostrata in figura 12, à ̈ costituita da una lamina d'oro 97, una di piombo 96, una di platino 99 e da quattro magneti permanenti 98 che formano le superfici di contenimento laterale parallele all'asse Y.

L'estremità esterna della guida elettromagnetica 90 termina con una lamina di piombo 100, legata a due piastre rettangolari in materiale non ferromagnetico 101. Le lamine metalliche d'oro 97, di piombo 96 e di platino 99, ortogonali all'asse Y, sono sagomate all'interno in modo da lasciare una cavità per il passaggio delle antiparticelle.

La guida 90 prevede anche la presenza di spire 104 di filo conduttore isolato, disposte all'esterno dei magneti e ciascuna adiacente alla lamina di platino. Queste spire 104 sono in serie tra loro e col solenoide 50 e creano campi magnetici all'interno della guida 90 paralleli all'asse della guida 90 stessa, al fine di favorire la traslazione dell'antimateria all'interno della guida.

Lo scopo di tale disposizione complessiva à ̈ il seguente. I positroni vengono condotti, con traiettorie a spirale, alla bocca superiore del solenoide 50.

Qui le magnetizzazioni dei tre magneti quadrati 61, 62 e 63, di quello circolare superiore 64 e dei magneti di contenimento laterale 98 della guida 90, generano un campo magnetico totale capace di portare le antiparticelle all'ingresso della guida, facendo cioà ̈ loro percorrere dapprima una traiettoria circolare all'interno della gabbia 60 e in seguito una traslazione rettilinea nella cavità all'interno della guida 90.

In tal modo i positroni (o altre antiparticelle) vengono estratti dal dispositivo 10 con soli mezzi elettromagnetici, senza cioà ̈ guide materiali, che implicherebbero annichilazione, e potranno essere inviati su un target costituito di materia ordinaria, dove, come si diceva all'inizio, potranno urtare materia ed annichilarsi con essa, restituendo l'energia di massa delle relative coppie, che potrà così venire sfruttata a fini pratici.

La guida 90 elettromagnetica, figura 13, viene inserita in quattro fogli di materiale non ferromagnetico, uno di questi à ̈ indicato con 103, legati tra loro da quattro angolari 102 fissati con viti.

Infine il dispositivo 10 può essere inserito in un insieme di scatole, opportunamente sagomate, per fungere da supporto al dispositivo 10 stesso. Attraverso le scatole passano i conduttori elettrici per il comando dei motori, collegati ad una apposita centralina che contiene le elettroniche di controllo. Risulta del tutto agevole comprendere quale sia il funzionamento del dispositivo oggetto del trovato.

Il dispositivo per la trasformazione di energia 10 realizza le fasi di

a) generare anti-materia e

b) convogliare detta anti-materia generata in modo ordinato su materia ordinaria.

In particolare secondo l'invenzione la fase di generare anti-materia comprende una fase che consiste nel bloccare l'annichilazione reciproca particellaantiparticella nelle coppie virtuali che si generano nel vuoto per fluttuazione quantistica secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg.

Tale blocco dell'annichilazione avviene imponendo una rotazione di un angolo diverso da 180° allo spin della particella rispetto allo spin dell'antiparticella relativa tramite la messa in rotazione, lungo due assi formanti tra loro detto angolo diverso da 180°, di due solidi 11 e 12 costituiti almeno in parte da una miscela di isotopi con nuclei dotati di spin semintero. Successivamente secondo l'invenzione il dispositivo 10 convoglia l'anti-materia generata in modo ordinato tramite un fascio spazialmente delimitato e controllabile su materia ordinaria tramite la generazione di campi elettromagnetici tali da convogliarla, impedendo annichilazioni premature, contro materia ordinaria per la generazione d'energia. Si à ̈ così visto che un dispositivo e un metodo per la trasformazione di energia ad alto rendimento secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati.

Il dispositivo e il metodo per la trasformazione di energia ad alto rendimento della presente invenzione così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le loro dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (22)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per la trasformazione di energia (10) comprendente, rispetto ad un sistema di assi cartesiani ortogonali fissi XYZ, con origine nel punto O, due solidi (11, 12) costituiti almeno in parte da una miscela di isotopi con nuclei dotati di spin semintero e disposti su detto asse Y da lati opposti rispetto ad O, in cui un primo solido (11) Ã ̈ rotante attorno ad un asse parallelo all'asse X e di simmetria per detto primo solido (11) e un secondo solido (12) Ã ̈ rotante attorno ad un asse parallelo all'asse Z e di simmetria per detto secondo solido (12), detti solidi (11, 12) essendo atti a bloccare la ricombinazione delle coppie virtuali particella-antiparticella che si generano nel vuoto per fluttuazione quantistica d'energia secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, detto dispositivo (10) inoltre comprendendo mezzi (20, 30, 50, 60, 90) per la generazione di campi elettromagnetici atti a mettere in moto dette antiparticelle e convogliarle contro materia ordinaria al di fuori di detto dispositivo (10).
2. 2) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti mezzi (20, 30, 50, 60, 90) per generazione di campi elettromagnetici comprendono mezzi (20) per la generazione di un campo elettrico avente linee di forza passanti per O, parallele all'asse Y, e traslanti lungo X, detto campo elettrico essendo atto a imprimere velocità alla antiparticelle generate, mezzi (30) per la generazione di un campo magnetico B1nel piano YZ avente componenti parallele e traslanti lungo Y e Z associati a elementi a spin semintero (40, 41, 42, 43) per proteggere detto dispositivo (10) dal contatto con l'antimateria generata ma non convogliata, e un solenoide (50) avente asse coincidente con l'asse Z per la liberazione dell'antimateria generata, la cui estremità comprende un elemento a cuffia (52) semicilindrica aperta verso la direzione dell'asse Y positivo.
3. 3) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (20, 30, 50, 60, 90) per generazione di campi elettromagnetici comprendono una gabbia magnetica (60) disposta sopra la bocca del solenoide e costituita da magneti permanenti, e una guida elettromagnetica lineare (90) connessa a detta gabbia magnetica (60) e comprendente almeno un elemento a cella cava (91, 92, 93, 94, 95) disposto lungo detto asse Y positivo ove detta cuffia (52) Ã ̈ aperta, detto solenoide (50), detta cuffia (52), detta gabbia magnetica (60) e detta guida elettromagnetica lineare (90) essendo atte a convogliare l'antimateria generata e messa in movimento dall'interno di detto dispositivo (10) verso materia ordinaria all'esterno di detto dispositivo (10).
4. 4) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti solidi (11, 12) sono uguali e disposti su detto asse Y simmetricamente rispetto a detto punto O.
5. 5) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti solidi (11, 12) sono due sfere (11, 12) cave di materiale non ferromagnetico che contengono mercurio.
6. 6) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che dette sfere (11, 12) sono rispettivamente calettate su due alberini rotanti (14, 13) di materiale non ferromagnetico.
7. 7) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti solidi (11, 12) sono messi in rotazione da due motorini elettrici (15, 16) comandati elettronicamente.
8. 8) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detti mezzi (20) generatori di un campo elettrico sono tre dischetti ceramici (21, 22 e 23) rotanti e calettati su un alberino isolante (24) disposto parallelamente all'asse Y e passante per un punto O' sull'asse delle Z negative, in cui le facce opposte di detti tre dischetti ceramici (21, 22 e 23) sono caricate con una differenza di potenziale elettrico.
9. 9) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detto alberino (24) à ̈ montato su cuscinetti a sfere ed à ̈ rotante attorno al proprio asse mosso da un motorino (27) elettrico comandato elettronicamente.
10. 10) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detti mezzi (30) per la generazione di un campo magnetico nel piano YZ avente componenti traslanti lungo Y e Z sono due magneti rotanti (31, 32) a forma di disco in cui un primo magnete (31) ha asse di rotazione e simmetria parallelo all'asse Z ed un secondo magnete (32) ha asse di rotazione e simmetria parallelo all'asse Y, i centri lungo l'asse X essendo situati da lati opposti rispetto a O.
11. 11) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detti magneti (31, 32) sono calettati su due alberini rotanti (33, 34) di materiale non ferromagnetico montati su cuscinetti a sfere.
12. 12) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che detti alberini rotanti (33, 34) sono messi in rotazione da due motorini elettrici (37, 38) comandati elettronicamente.
13. 13) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che ogni detto alberino (33, 34) reca detti elementi a spin semintero consistenti in un disco (40, 42) d'oro e un disco (41, 43) di platino montati parallelamente e simmetricamente su lati opposti a detti magneti (31, 32).
14. 14) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto solenoide (50) Ã ̈ di filo conduttore isolato avvolto su un elemento cilindrico (51) di materiale non ferromagnetico, e che detto elemento a cuffia (52) Ã ̈ di materiale non ferromagnetico.
15. 15) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detta gabbia magnetica (60) Ã ̈ costituita da tre magneti quadrati (61, 62, 63) disposti attorno a detta cuffia (52) ed un magnete cilindrico (64) posto superiormente a detta cuffia (52).
16. 16) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che sotto detto magnete cilindrico (64) sono disposte due piastrine sagomate uguali (70, 71) in piombo, in cui una piastrina (70) superiore e detto magnete cilindrico (64) sono tenuti in posizione da un apposito elemento di copertura (80) in materiale non ferromagnetico collegato al dispositivo (10) da due colonnine (81, 82).
17. 17) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che ognuno di detto almeno un elemento a cella (91, 92, 93, 94, 95) à ̈ costituito da una lamina d'oro (97), una lamina di piombo (96) ed una lamina di platino (99) e da quattro magneti permanenti (98) di contenimento laterale in cui dette lamine metalliche d'oro (97), di piombo (96) e di platino (99) sono sagomate all'interno in modo da lasciare una cavità passante.
18. 18) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 17 caratterizzato dal fatto che detta guida (90) ad una sua estremità libera comprende una lamina di piombo (100) connessa a due piastre rettangolari (101) in materiale non ferromagnetico.
19. 19) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 17 caratterizzato dal fatto che detta guida (90) comprende spire di filo conduttore isolato (104) disposte all'esterno di detti magneti (98) e adiacenti a detta lamina di platino (99).
20. 20) Dispositivo (10) secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detta guida elettromagnetica (90) Ã ̈ inserita in quattro fogli (103) di materiale non ferromagnetico vincolati tra loro da quattro angolari (102).
21. 21) Metodo per trasformare energia comprendente le fasi di - generare anti-materia e - convogliare detta anti-materia generata in modo ordinato su materia ordinaria caratterizzato dal fatto che detta fase di generare anti-materia comprende la fase di bloccare l'annichilazione reciproca delle coppie particella antiparticella nelle coppie virtuali che si generano nel vuoto per fluttuazione quantistica secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg imponendo una rotazione di un angolo diverso da 180° allo spin di detta particella rispetto allo spin di detta antiparticella e che detta fase di convogliare detta anti-materia generata in modo ordinato su materia ordinaria comprende la fase di generare campi elettromagnetici atti a mettere in moto detta antimateria generata e convogliarla in modo ordinato su materia ordinaria e a impedire annichilazioni premature sia prima che durante detta fase di convogliamento.
22. 22) Metodo secondo la rivendicazione 21 caratterizzato dal fatto che detta rotazione di un angolo diverso da 180° dello spin di detta particella rispetto allo spin di detta antiparticella à ̈ ottenuta tramite la messa in rotazione lungo due assi formanti tra loro detto angolo diverso da 180° di due solidi (11, 12) costituiti almeno in parte da una miscela di isotopi con nuclei dotati di spin semintero.