Experimental study of the possible transformation of radioactive nuclei into stable ones by ultrasound and cavitation according to the Deformed Space-Time (DST) theory

Lo studio condotto in questa tesi di dottorato è dedicato a due obiettivi principali: lo studio della nuova teoria fenomenologica conosciuta come teoria dello spazio-tempo deformato e l'affrontare il problema critico di cosa fare con i rifiuti radioattivi nucleari costantemente prodotti dalle centrali elettriche. La teoria dello spazio-tempo deformato è fenomenologica e studia le quattro interazioni fondamentali conosciute da una prospettiva geometrica deformando la geometria descritta dal tensore metrico minkowskiano, che fino ad ora è stata la base spazio-temporale locale delle quattro interazioni. Il tensore metrico minkowskiano viene deformato sostituendo le 4 costanti diagonali con parametri che dipendono dall'energia del fenomeno in esame. Questa teoria introduce due nuovi concetti nella descrizione dinamica dei fenomeni fisici: lo spazio-tempo deformato per ogni interazione e una velocità causale massimale che è finita ma non limitata, che dipende dall'energia del fenomeno in esame e quindi è diversa per ogni interazione. Grazie a questi nuovi concetti, la teoria dello spazio-tempo deformato è in grado di spiegare effetti noti che mancano di spiegazione fisica, in particolare quelli in cui mancano la località e la causalità, ed è in grado di predire l'esistenza di nuovi fenomeni che sono completamente al di fuori del campo delle teorie accettate al giorno d'oggi e quindi considerate impossibili secondo tali teorie. Uno di questi nuovi fenomeni è legato all'interazione adronica, per la quale la teoria dello spazio-tempo deformato predice l'esistenza di nuovi tipi di reazioni nucleari. Lo spazio-tempo adronico microscopico viene deformato e grazie a questa deformazione prende parte alla dinamica dell'intero processo consentendo scambi di energia e processi altrimenti impossibili. In particolare, questa teoria predice l'esistenza di transmutazioni nucleari che aumentano o diminuiscono la massa dei nuclei coinvolti mediante meccanismi che non hanno nulla a che fare con quelli conosciuti oggi, come la radioattività, la fissione nucleare e la fusione nucleare. In particolare, la deformazione dello spazio-tempo adronico, una volta creata, attiva una dinamica nucleare in cui la barriera di Coulomb dall'esterno del nucleo e la forza attrattiva adronica (forte) dall'interno non svolgono alcun ruolo nella dinamica fintanto che la deformazione dello spazio-tempo adronico è attiva. Questa deformazione dello spazio-tempo risulta essere generata da meccanismi macroscopici capaci di concentrare in uno spazio ridotto e in un tempo molto breve una quantità di energia superiore al valore di 367,5 GeV, che è predetto dalla teoria dello spazio-tempo deformato come soglia di energia al di sopra della quale lo spazio-tempo adronico si deforma. Questi meccanismi macroscopici possono essere prodotti tramite ultrasuoni e cavitazione in liquidi o tramite pressioni meccaniche applicate a campioni solidi in cui viene generato uno stress ciclico. Questo lavoro di dottorato è stato dedicato all'applicazione di ultrasuoni e cavitazione a soluzioni acquose contenenti i nuclei radioattivi del 63Ni. Lo scopo degli esperimenti era quello di corroborare le previsioni della teoria DST trattando i nuclei radioattivi attraverso lo spazio-tempo adronico deformato al fine di trasformarli in nuclei stabili e quindi ridurre l'attività delle soluzioni in modo più rapido e meno pericoloso rispetto a quanto avverrebbe attraverso il decadimento radioattivo naturale. Le soluzioni radioattive sono state analizzate prima e dopo la cavitazione utilizzando tre tecniche: spettroscopia a raggi X di Bremsstrahlung, scintillazione liquida e spettrometria di massa. I risultati di queste tre tecniche si sono rivelati compatibili tra loro e a favore di una riduzione coerente dell'attività solo entro i primi 600 secondi di cavitazione anziché diverse decadi.

The study carried on in this PhD thesis is devoted to two main targets: to study the new phenomenological theory known as Deformed Space-Time theory and to address the critical problem of what to do with the nuclear radioactive waste constantly produced by power plants. The DST theory is phenomenological and studies the four known fundamental interactions from a geometrical perspective by deforming the geometry described by the Minkowskian metric tensor which is so far the local space-time base of the four interactions. The Minkowskian metric tensor is deformed by replacing the 4 diagonal constants by parameters that depend on the energy of the phenomenon under investigation. This theory introduces two new concepts in the dynamical description of physical phenomena: the deformed space-time for every interaction and a maximal causal speed which is finite but not limited, which depends on the energy of the phenomenon under investigation and therefore is different for every interaction. By these new concepts the DST theory is able to explain known effects that lack physical explanation, especially those in which locality and causality are missing, and is also able to predict the existence of new phenomena which are completely outside the scope of the nowadays accepted theories and therefore considered impossible according to them. One of these new phenomena is related to the hadronic interaction for which the DST theory predicts the existence of new types of nuclear reactions. The microscopic hadronic space-time is deformed and by this deformation it takes part in the dynamics of the whole process allowing energy exchanges and processes that otherwise would be impossible. Specifically this theory predicts the existence of nuclear transmutations that increase or decrease the mass of the involved nuclei by mechanisms that have nothing to do with those known nowadays, like radioactivity, nuclear fission and nuclear fusion. In particular, the hadronic space-time deformation, once created, activates a nuclear dynamics in which the Coulomb barrier from outside the nucleus and the attractive hadronic (strong) force from inside it do not play any role in the dynamics as long as the hadronic space-time deformation is active. This space-time deformation turns out to be generated by macroscopic mechanisms that are capable of concentrating into a small space and a very short time a quantity of energy higher than the value 367.5 GeV, that is predicted by the DST theory as the energy threshold above which the hadronic space-time becomes deformed. These macroscopic mechanisms can be produced by ultrasound and cavitation in liquids or by mechanical presses applied to solid samples in which cyclic stress is produced. This PhD work was dedicated to apply ultrasound and cavitation to water solutions containing the radioactive nuclei of 63Ni. The purpose of the experiments was to corroborate the predictions of the DST theory by treating the radioactive nuclei via the deformed hadronic space-time in order to transform them into stable ones and hence reduce the activity of the solutions more quickly and less dangerously than it would happen through the natural radioactive decay. The radioactive solutions were analysed before cavitation and after it by three techniques: Bremsstrahlung X-ray spectroscopy, liquid scintillation and mass spectroscopy. The results of these three techniques turned out to be compatible with each other and in favour of a consistent reduction of the activity only within 600 seconds of cavitation rather than several decades.