3. 0 ВЗАИМОСВЯЗИ ИЗМЕНЕНИИ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ (ЭФП) КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ (КР), ВОЗНИКАЮЩИХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРЕДЛОЖЕННОГО НЕЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО СООБЩЕНИЯ, А ТАКЖЕ ФОНОВОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ

В процессе обмена информацией между системами происходит определенное изменение их энтропии. При использовании в качестве рецепторных систем КР подобное изменение энтропии пьезоэлемента резонатора, как уже отмечалось выше, приводит к определенному изменении его ЭФП, в частности, к изменению параметров добротности [Q] и частоты резонанса [fрез]. В настоящей главе попытаемся выявить закономерности изменения данных параметров, возникающих под влиянием различных факторов, в том числе и неэлектромагнитных информационных потоков.

Прежде всего следует отметить, что, говоря об изменении энтропии пьезоэлемента КР, мы имеем в виду структурные изменения кристаллической решетки кварцевой пластины, особо оговаривая то, что подобные изменения энтропии пьезоэлемента практически оставляют без изменения разнообразные его дефекты, вызванные отклонениями в технологии изготовления. Иными словами, мы рассматриваем изменения минимального предельного уровня потерь энергии в кварце, определяемой работой по преодолению упругих сил решетки кварцевой пластины. Установлено [4],что уровень потерь в кварце (величина, обратная добротности - Q ) увеличивается с ростом частоты колебаний, причем имеет место соотношение:

Q^-1= fрез /К (2),

где Q - добротность КР,

fрез.- частота резонанса КР.

К - коэффициент пропорциональности, зависит от применяемого типа среза КР.

Каким же образом изменятся данные параметры, свойственные исследуемому (используемому в качестве PC) кварцевому резонатору, под влиянием предложенного неэлектромагнитного информационного потока, то есть при изменении энтропии пьезоэлемента? Совершенно очевидно, что при изменении энтропии пьезоэлемента КР, вызванном определенной причиной, допустим неэлектромагнитным информационным сообщением, происходит изменение потерь энергии электрических колебаний в резонансе колебательной системой (КС), в качестве стабилизирующего элемента электрической схемы которой используется исследуемый КР, за счет изменения упругих сил кристаллической решетки пластины кварца. Вследствие этого изменится добротность исследуемого КР. Важнейшим результатом этого является соответствующее изменение мощности, рассеиваемой на пьезоэлементе резонатора. Принимая во внимание выражение (2), устанавливающее обратно пропорциональную зависимость между изменением параметра добротности и резонансной частоты КР, и учитывая вышесказанное, следует, что для выяснения характера изменений ЭФП КР - Q, fрез важно исследовать вопрос, каким образом будут меняться данные параметры КР при изменении рассеиваемой на нем мощности электрических колебаний. Этот вопрос достаточно подробно изучен современной пьезотехникой для различных типов срезов КР. Так, в работе [4] описан характер изменений параметров добротности и соответствующей частоты резонанса КР основных срезов AТ и БТ.  Установлено, что для среза БТ увеличение параметра рассеиваемой на КР этого типа среза приводит к сокращению как параметра добротности, так и частоты резонанса. И соответственно, наоборот.

В то же время срез типа АТ, основной срез, используемый в пьезотехнике (необходимо упомянуть о том, что практически во всех исследованиях, проводимых ранее на данную тему различными исследователями, применялись КР именно этого типа среза пьезоэлемента), обнаруживает совершенно иную картину. При увеличении рассеиваемой на КР мощности электрических колебаний наряду с сокращением параметра добротности для различных КР этого типа наблюдаются различные знаки изменений параметра частоты резонанса, так некоторые КР (57% от общего числа исследованных) обнаруживают увеличение параметра fрез, другие (29%), наоборот, сокращение, в тоже время находятся и КР (14%), которые меняют знак изменения этого параметра в ходе увеличения рассеиваемой на них мощности колебаний. Особое внимание вызывает то, что при рассеиваемой в резонаторе мощности, равной 100x10^-6 Вт, относительное изменение частоты резонанса в среднем составляет 1,8*10^-7 Гц, при этом добротность резонаторов сократилась на 44%! Таким образом, выяснено, что при изменении мощности, рассеиваемой на КР, наибольшей интенсивности подвергается изменение параметра добротности исследуемого резонатора, в тоже время параметр частоты резонанса изменяется незначительно, в относительных величинах. И это имеет очень важное значение.

Однако существует правомерный вопрос, возможно ли проводить параллели между изменениями ЭФП КР, возникающими вследствие изменений энтропии пьезоэлемента, по сути в связи с изменениями структурной организации его кристаллической решетки, и преднамеренным (механическим) изменением рассеиваемой на КР мощности электрических колебаний? Иными словами, возможно ли сопоставлять ожидаемые изменения ЭФП КР при изменении мощности рассеиваемых на КР колебаний, вызванных различными причинами? Можно предположить, что механическое изменение рассеиваемой на КР мощности колебаний имеет иную природу, а следовательно, и вызывает совершенно иной характер соответствующих изменений параметров добротности и частоты резонанса. Так, например, существует вероятность того, что наблюдаемое изменение ЭФП КР при механическом изменении рассеиваемой на них мощности колебаний происходит из-за наличия теплового перепада между колеблющейся областью и перефирией кварцевой пластины. В этом случае, действительно, было бы грубейшей ошибкой искать закономерности со структурными изменениями, происходящими в пьезоэлементе КР под влиянием информационных потоков. Однако, опираясь на результаты, полученные в работе [4], можно утверждать, что частота резонанса изменяется практически мгновенно после изменения напряжения на кварцевой пластине, тепловые же процессы, как известно, обладают значительной инерцией, кроме того, знак изменения параметра fрез не соответствует знаку температурной зависимости. Следовательно, мы можем сделать очень важный вывод о том, что в данном случае имеет место общая закономерность изменений ЭФП КР, процессы, вызывающие изменения потерь энергии колебаний в КР под влиянием структурной организации (энтропии) кристаллической решетки пьезоэлемента, вызванной, в свою очередь, неэлектромагнитным информационным сообщением, прямым следствием которого является изменение рассеиваемой на пьезозлементе мощности колебаний (вследствие сокращения амплитуды колебаний в резонансе), и механическое изменение этого же параметра совершенно идентичны. То есть в первом случае информационные процессы вызывают изменение прежде всего добротности использованного в качестве PC КР, а во втором - данное сокращение параметра добротности вызывается обратной причиной изменения мощности, рассеиваемой на КР.

Каковы же причины, вызывающие изменения ЭФП КР, обусловленные, как мы выяснили, единой рассматриваемой нами причиной? При изменении подводимой к резонатору мощности колебаний несколько изменяется постоянная упругости С, что и приводит к определенным изменениям его основных ЭФП. Как впрочем, и наоборот, при изменении структурной организации вещества пьезоэлемента, вызванном, в частности, неэлектромагнитным информационным взаимодействием, наблюдается аналогичное изменение все той же величины С постоянной упругости пластинки кварца. Этим и объясняется общность двух, казалось бы, совершенно различных внешних воздействий на пьезоэлемент КР, которая и позволила сделать важнейшие выводы об общем механизме изменений ЭФП КР под влиянием интересующих нас информационных процессов. Важнейшим выводом обнаруженных закономерностей является очевидное преимущество метода регистрирования изменения параметра добротности, возникающего под влиянием неэлектромагнитных информационных потоков, значительно превосходящего сопутствующие изменение частоты резонанса, данного используемого в качестве PC КР.

Далее рассмотрим причины, вызывающие значительное преобладание изменений параметра добротности используемых КР по отношению к изменениям частоты резонанса, возникающих под влиянием рассматриваемых внешних информационных воздействий.

Для выяснения характера изменений ЭФП КР, используемых в качестве PC обнаружения неэлектромагнитных информационных взаимодействий в природе, следует определиться с понятием изменения энтропии пьезоэлемента резонатора. Так, необходимо различать два фактора возможного изменения энтропии пьезоэлемента КР. Первый связан с изменением числа и размеров технологических дефектов (включений), имеющих место в пьезоэлементе, образование которых связано с отклонениями в технологии изготовления КР. Наличие этих структурных составлявших объективно не может быть изменено под влиянием рассматриваемых нами информационных процессов. Совершенно иным образом обстоит дело с фактором, связанным с изменением организованности основной структурной единицы кристалла кварца, кремнекислородного тетраэдра. Рассматривая этот фактор изменения энтропии пьезоэлемента КР, следует особо отметить, что речь прежде всего идет о так называемом минимальном предельном уровне потерь энергии колебаний в пьезоэлементе, который определяется работой по преодолению упругих сил его кристаллической решетки.

Учитывая, что добротность КР есть величина, обратная уровню возникающих в нем потерь энергии колебаний [Q ] имеем выражение (2) в виде:

1 / fрез = Q / k (3).

Рассмотрим данное выражение. Опираясь на результаты [4]. следует предположить, что для КР, имеющих срез пьезоэлемента типа БТ, имеет место зависимость, при которой увеличение мощности, рассеиваемой на КР этого типа, приводит к практически линейному сокращению параметра частоты резонанса. Таким образом можно записать для КР данного типа выражение:

W = 1/fрез

(4), где W-мощность, рассеиваемая на КР.

Важно отметить, что этому закону следуют все известные природные колебательные системы, включая землетрясения. грозовые атмосферные эффекты и т.д.

Однако в процессе увеличения мощности, рассеиваемой на КР этого типа среза пьезоэлемента, на фоне сокращения параметра частоты резонанса наблюдается и сокращение параметра добротности. Подобная ситуация, учитывая выражение (3), возможна лишь в случае еще более значительного сокращения величины k (знаменателя правой части рассматриваемого нами уравнения). Примечательно, что выражение (4) применительно к любой колебательной системе, а в случае КР мы имеем дело с высокодобротной КС и только. Поэтому правомерно утверждение, что величина k, ранее рассматриваемая только как эквивалент. уравнивающий значения левой и правой частей выражения (2), есть несколько упрощенное понимание этого важнейшей характеристики, свойственной любой КС. Совершенно очевидно, что под действием некоторой причины, вызывающей изменение параметра добротности любой КС, в том числе и КР, будет наблюдаться и эквивалентное изменение параметра k, являющегося характеристикой колебательных свойств системы. Причем, причина, повлиявшая на сокращение параметра добротности, вызывает и соответствующее сокращение параметра k. И, следовательно, наоборот. Иными словами, чем выше параметр добротности любой рассматриваемой КС, тем значительнее величина параметра k этой системы. Из этого следует сделать важнейший вывод, что вызванное некоторой причиной значительное изменение параметра добротности КС, включающей в себя КР, будет компенсироваться в соответствии с выражением (3) аналогичным изменением параметра k данной КС, что приводит к незначительному изменению параметра частоты резонанса. Понятно, что в данном случае огромное значение будут иметь индивидуальные свойства каждого конкретного КР, именно поэтому при одинаковом изменении рассеиваемой мощности колебаний в итоге мы имеем совершенно различные изменения параметра частоты резонанса для каждого конкретного резонатора. Поскольку различные КР имеют неодинаковые скорости изменений параметров добротности и параметра k, вызываемые единой причиной, что и порождает всевозможные сочетания изменений параметров частот резонанса. Подобная ситуация в случае использования КР, имеющих срез пьезоэлемента типа AT, приводит к значительно отличающимся друг от друга результатам.

Ранее отмечалось, что при увеличении мощности, рассеиваемой на КР, имеющий этот тип среза, на фоне сокращения параметра добротности, наблюдающегося у всех КР, имеет место совершенно различные знаки изменений параметров частот резонанса. Подобная ситуация имеет следующее объяснение с точки зрения предлагаемой позиции. Так, можно предположить, что вызванное рассматриваемой нами причиной взаимное изменение параметров добротности и коэффициента k в случае со срезом AT дает различные скорости изменений вышеназванных параметров. Допустим, в тех случаях, когда сокращение параметра Q опережает сопутствующее сокращение коэффициента k, в соответствии с выражением (3) мы имеем некоторое сокращение правой части этого уравнения, а следствием этого будет некоторое увеличение параметра частоты резонанса, или знаменателя левой части данного уравнения. В свою очередь, если сокращение параметра добротности несколько отстает от сопутствующего сокращения коэффициента k, вызванного индивидуальностью применяемого КР, в соответствии с выражением (3) будет наблюдаться некоторое сокращение характеризующего параметра частоты резонанса. Вполне возможно, что в ходе изменения параметра W может иметь место ситуация, когда для некоторых КР подобные взаимоизменения характеризующих параметров Q и k могут меняться, тогда сменится знак и соответствующего изменения параметра частоты резонанса. Именно этим свойством и вызван обнаруженный ранее эффект более значительной чувствительности метода регистрации изменения параметра добротности КР под влиянием рассматриваемых информационных процессов над традиционным методом регистрации изменений параметра частоты резонанса исследуемого КР.

Рассмотренные типы срезов пьезоэлементов КР относятся к высокочастотным, что же касается используемых для целей регистрации информационного обмена КР, имеющих низкие частоты резонанса (КГц), то здесь имеются свои аналоги срезам БТ и AT. Так, наиболее распространенный в этом диапазоне частот резонанса тип среза X по характеру соответствует срезу типа AT и это показательно.

Подводя итоги, можно с уверенностью констатировать, что для обнаружения неэлектромагнитного информационного взаимодействия в природе необходимо применять методики, связанные с использованием в качестве PC подобного взаимодействия КР через регистрирование изменений характеризующего параметра добротности. В то же время ставшее традиционным регистрирование параметра частоты резонанса КР является значительно менее эффективным для данных целей, поскольку изменение этого параметра является вторичным обусловленным взаимовлиянием характеризующих параметров добротности и коэффициента k. Это наводит на основополагающий тезис о том, что было бы грубейшей ошибкой связывать рассматриваемые настоящей работой информационные взаимодействия с неким хрональным эффектом или хрональной причиной. Учитывая совершенно иную природу изменения характеризующего параметра частоты резонанса КР, в настоящее время нет достаточных оснований для объяснения вышеназванного взаимодействия изменением темпа хода времени.

Однако подобная точка зрения не отрицает возможности выявления неэлектромагнитных информационных взаимодействий (потоков) через регистрацию девиации частоты резонанса кварцевого генератора (КГ). Девиация частоты, или так называемый белый шум КГ, коренным образом отличается от рассматриваемого нами ранее фликкер (1/f) шума. Проведенные нами в этом направлении исследования показали высокую чувствительность подобного метода. Несмотря на то, что белый шум можно считать неким фоном, относительно которого существует возможность фиксации фликкер шума, наиболее информативного, как было показано выше, способного определенным образом характеризовать наличие информационного обмена в природе, поскольку причиной возникновения фликкер шума в полупроводниковых приборах является вероятностные изменения внутренней структуры - локальной перестройки проводящих каналов полупроводника при прохождении через него электрического тока. В свою очередь, наличие подобных вероятностей, безусловно, определяется, помимо прочих (электромагнитных) причин, и неэлектромагнитными информационными потоками, обусловленными различными природными процессами, приводящими к изменению энтропии рассматриваемых систем.

Так было выявлено, что все процессы, характеризующиеся увеличением собственной энтропии рассматриваемых систем и, следовательно, излучающих неэлектромагнитную информацию в пространство, приводят к некоторому сокращению параметра девиации частоты КГ (100 МГц). В то же время противоположное влияние оказывают все процессы, функционирующие по закону сокращения собственной энтропии рассматриваемой системы.