CC BY
21Ссылка на статью:
// Радиооптика. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 06. С. 62-76.
Б01: 10.7463/^ор1.0615.0822705
Представлена в редакцию: 05.10.2015 Исправлена: 19.10.2015
© МГТУ им. Н.Э. Баумана УДК 536.75
Результаты долговременных измерений флуктуации напряжения на электролитических ячейках
Морозов А. Н.1' "атог59^;таДд1
:МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
Приведены результаты сопоставления записей мер Кульбака флуктуаций напряжения в малых объемах электролита в двух независимых электролитических ячейках и внешних метеорологических процессов. Эксперименты проводились в период с 20 марта 2011 года по 8 апреля 2015 года, при этом общая продолжительность обработанных записей составила 31084 часов или 1295 суток. На основе анализа результатов экспериментов сделан вывод о воздействии внешних диссипативных процессов на характер флуктуаций ионов в электролите. Определены коэффициенты корреляции мер Кульбака флуктуаций напряжения, метеорологических факторов и плотности производства энтропии при преобразовании солнечного излучения в тепловое излучение Земли.
Ключевые слова: флуктуации напряжения, электролитическая ячейка, мера Кульбака, диссипативные процессы, производство энтропии
Введение
В последнее время появились экспериментальные данные, указывающие на возможность взаимного влияния процессов, происходящих в различных макроскопических системах [1, 2]. В качестве возможного теоретического обоснования существования указанного взаимного влияния выступает предположение о сохранении квантовой нелокальности в макроскопическом пределе [3, 4] и роли диссипации в генерации запутанных состояний [5, 6]. Предположение о влиянии макроскопических диссипативных процессов на параметры измерительной системы экспериментально проверялось с помощью измерения электродных потенциалов в электролите [7-10]. Другим пробным процессом может выступать броуновское движение [11, 12], регистрация вариаций параметров которого может быть выполнено путем измерения характеристик флуктуаций напряжения на электролитической ячейке.
Целью работы является обсуждение экспериментальных результатов долговременных измерений меры Кульбака флуктуаций напряжения на двух независимых экспери-
Радиооптика
Сетевое научное издание МГТУ * ш. Н. Э. Баум1 т н а
Кйр://гас1к>ор11С5.ш
ментальных ячейках и определение коэффициентов корреляции и регрессии, описывающих влияние внешних метеорологических факторов на статистические характеристики флуктуаций напряжения.
Описание экспериментальных установок и методики обработки
результатов измерений
В период с 20 марта 2011 года по 8 апреля 2015 года (с небольшими перерывами с 20 декабря 2012 года по 10 марта 2013 года и с 19 июня по 24 сентября 2013 года) проводились измерения флуктуаций напряжения в малом объеме электролита, размещенного в двух независимых электролитических ячейках. Общая продолжительность экспериментов составила 31084 часов или 1295 суток без учета указанных выше двух перерывов.
Электролитические ячейки представляют собой два сосуда с дистиллированной водой, разделенные с помощью лавсановой пленки толщиной мкм, имеющей отверстия (тонкие каналы) диаметром 0,2...0,4 мкм [7, 13, 14]. Объем электролита в тонких каналах
был примерно равен 10 14 м3, что соответствовало число ионов в указанном объеме электролита около .
В каждом из сосудов находятся графитовые электроды, которые подсоединены к входу усилителя, осуществляющего усиление флуктуаций напряжения на электролитической ячейке в 105 раз в полосе 5...15 кГц. Сопротивления электролитических ячеек во время эксперимента изменялось в диапазоне 15-100 кОм. Значения напряжения после усилителя с частотой опроса 30 кГц считывались в ПЭВМ, при этом за одну минуту считыва-лось N = 1800000 значений. По полученным в течение одной минуты значениям флуктуаций напряжения и■ вычислялись дисперсии ^, и меры Кульбака Н^, Н2 для двух экспериментальных установок по следующим формулам [14]:
N .
7 и 2
N.
1 N
°=N Хи< • (1)
/=1
К Г \
Н = ^ А 1п
к=0
-\/2лаи
/к
V Аи У
1
+2> (2)
N.
где А = —— - отношение числа измерений Nk, попадающих в интервал значений напряжений от и к до и к + Аи к общему числу измерений N, К и Аи - число разбиений значений измеренного напряжения при построении гистограммы и интервал этих разбиений, и0 и иК - минимальное и максимальное значения напряжения, Стц
Выбор меры Кульбака в качестве одного из параметров, характеризующего флуктуации напряжения на электролитических ячейках, обусловлено тем, что эта мера нашла
широкое применение для описания неравновесных термодинамических систем [15, 16]. Для рассматриваемого случая эта мера характеризует отличие функции распределения флуктуаций напряжения на электролитической ячейке от распределения Гаусса.
Одновременно с записью сигналов с электролитических ячеек выполнялись измерения значения температуры воздуха Т на улице в непосредственной близости от экспери-
ментальных установок и температуры Т 2 внутри пассивного термостата, где размещались
установки. Экспериментальные установки располагались в подвальном помещении, а электролитические ячейки были экранированы от электромагнитных наводок, герметизированы и теплоизолированы от воздействия окружающей среды [7, 13].
Все полученные экспериментальные значения дисперсий флуктуаций напряжения на электролитических ячейках ( О, О 2 ), мер Кульбака ( Н1, Н 2 ) и температур ( Т, Т2 ) далее усреднялись и прорежались на периоде времени, равном одному часу.
Для дальнейшего анализа влияния метеорологических факторов на эксперименталь-
ные установки использовались данные по температуре воздуха Т , температуре точки росы Td, скорости ветра V, относительной влажности воздуха Кк и величине атмосферного давления Р, которые были взяты с сайта «Погода и климат» (www.pogodaiklimat.ru) для метеостанции г. Москвы, расположенной на ВДНХ (индекс WMO: 27612). По методике, изложенной в работах [17, 18] по этим данным рассчитывались абсолютная влажность воздуха Ко и давление насыщенного водяного пара Ро .
В работах [19-21] проведен предварительный анализ результатов долговременной регистрации мер Кульбака флуктуаций напряжения на двух изолированных электролитических ячейках. Показано, что значения мер Кульбака на них коррелируют между собой и с вариациями метеорологических факторов, но причина указанных корреляций не была выявлена. В данной работе приводятся результаты обработки экспериментальных данных, полученных за весь период измерений, и обсуждается гипотеза о возможном воздействии внешних диссипативных процессов на характер флуктуаций напряжения в малом объеме электролита.
Одним из основных параметров, характеризующих диссипативные процессы, является производство энтропии [22]. По этой причине для проверки гипотезы о воздействии внешних диссипативных процессов на значения меры Кульбака флуктуаций напряжения на электролитической ячейке рассчитывалось производство энтропии при преобразовании солнечного света в тепловое излучение земной поверхности.
Выбор в качестве внешнего диссипативного процесса преобразование солнечного света в тепловое излучение связано с тем, что для условий Земли данный процесс является самым сильным [23]. Плотность производства энтропии для единицы поверхности Земли для рассматриваемого процесса можно в первом приближении рассчитать по формуле из работы [23]:
4 (ЖТ ЖС Л а о = — —---— соб у ,
5 3 V Тз Т— У
(3)
где: = стТ3 - мощность теплового излучения Земли с одного квадратного метра, а = 5,67 -10 -8 Вт/(м2К4) - постоянная Стефана-Больцмана, Т3 - температура Земли, Щ = 1368 Вт/м2 - интенсивность падающего на Землю солнечного излучения, Тс = 5778 К - температура солнечной радиации, у - угол падения солнечных лучей на поверхность Земли, который зависит от времени года и суток. В первом приближение для расчета плотности производства энтропии а^ будем считать, что температура поверхности Земли Т равна температуре точки росы Td в приземном слое атмосферы.
Указанные выше временные ряды подвергались двум видам фильтрации: полосовой и низкочастотной. При полосовой фильтрации проводилось вычисление отфильтрованных значений по формуле:
Х- = —
Л =/+24 , , , ч ч
Лу Г Вт«; - /)/24) х А1 я(; - /)/24 Л
1 л=/-24 4 л
; =/+600
бШ(л( л - /) /600)
V (^ЧяЦ-
А 1 I Я(; - /
;=/-600
(л - /)/ 600
х,
, (4)
где
л=/+24,
А =1
Л=/-24
вт(л- л /24) Я- Л 24 ,
Л =/ +600
А2 =
I
Л=/-600
вт(л- Л /600) ^
я- Л600 ,
(5)
Применение выражения (4) обеспечивало фильтрацию составляющих сигналов с периодами более 600 часов (25 суток) и менее 24 часа (1 сутки).
При низкочастотной фильтрации вместо выражения (4) использовалась формула:
Х; = —
Л =/ +240 , . . . ч
Л у г вш(Я(л - /)/240) х А 1 1 я(л - / )/240 Л
Л =/-2404 Л
(6)
где
А =
Л=/+240
II
бш(Я- Л /240) ^ Я-Л1240 ,
Л=/-240
что обеспечивало фильтрацию сигналов с периодом менее 240 часов (10 суток).
(7)
Результаты экспериментов при полосовой фильтрации
Рассмотрим результаты, полученные при применении полосовой фильтрации. В этом случае для устранения зависимости мер Кульбака от дисперсии флуктуаций напряжения и температуры установок методом скользящей регрессии вычислялись величины:
Нк = Нк - - ГТкТ2-
(8)
где: Гок - коэффициент регрессии меры Кульбака Нк и дисперсии , Т - коэффици-
ент регрессии разности
Нъ. - ГтО
Окик и температуры установок ^
~, к = 1,2 -
номер экс-
периментальной установки.
На рис. 1 представлен график коэффициента корреляции К (Н1, Н 2 ) мер Кульбака Н1 и Н2 для двух независимых экспериментальных установок. Как видно из этого рисунка наблюдается небольшая корреляция К (Н1, Н2 )= 0,173 + 0,048 мер Кульбака Н1
и Н 2 для двух установок при практически нулевом сдвиге этих временных рядов. При расчете коэффициента корреляции и среднего квадратичного отклонения использовались формулы из работы [24]. Из приведенных результатов следует, что отношению сигнал/шум для корреляции К(Н1,Н2) равно значению 3,6. Согласно распределению
Стьюдента вероятность наличия корреляции значений мер Кульбака Н1 и //2 между двумя независимыми установками равна: Р = 0,9996 [25]
К (Н1, Н 2)
0,2 0,15 0,1 0,05 0
-0,05 -0,1 -0,15
-3000
-2000
-1000
1000
2000
3000
час
0
Рис 1. Коэффициент корреляции значений мер Кульбака Н1 и Н2 для двух независимых установок
В табл. 1 приведены коэффициенты корреляции, отношения сигнал/шум, вероятности и время запаздывания корреляций значений мер Кульбака для двух установок, а также коэффициентов корреляции среднего значения меры Кульбака
#1,2 ={н 1 + Н 2 )/2 (9)
и приведенных выше значений метеорологических факторов: V , Р , ЯИ, Т , Т , Td, Яо, и а^.
Таблица 1 Коэффициенты корреляции, отношения сигнал/шум, вероятности и время запаздывания
корреляций
Коэффициенты корреляции Значение корреляции Отношение сигнал/шум Вероятность наличия корреляции Опережение (запаздывание), час
К (н 1, Н 2 ) 0,173±0,048 3,6 0,9997 0
К (н 1,2, V) 0,152±0,061 2,5 0,988 -51
К (н 1,2, Р ) 0,115±0,052 2,2 0,972 -33
К (н 1,2, Як) -0,215±0,064 3,3 0,9991 -33
К (н 1,2, ~1) -0,220±0,062 3,5 0,9995 -18
К (н 1,2, Т) -0,252±0,062 4,1 0,99996 -30
К (н 1,2, Td) -0,340±0,075 4,5 0,999994 -30
К (н 1,2, Ко) -0,372±0,073 5,1 >0,999999 -30
К (н 1,2, ) -0,347±0,075 4,6 0,999997 -30
Из этой таблицы следует, что коэффициенты корреляции среднего значения меры Кульбака Н^ 2 со скоростью ветра V , атмосферным давлением Р и относительной
влажностью воздуха ЯИ имеют достаточно малое значение отношения сигнал/шум (а, следовательно, и вероятность наличия корреляции). Корреляция меры Кульбака Н1 2 с
температурой воздуха Т1 на улице в непосредственной близости от экспериментальных установок меньше, чем с температурой воздуха Т по данным метеостанции на ВДНХ, при этом запаздывание меры Кульбака Н^ 2 относительно Т меньше, чем относительно
Т, что объясняется удаленность метеостанции на ВДНХ от экспериментальных установок, расположенных на территории МГТУ им. Н.Э.Баумана.
В дальнейшем при анализе будет рассматриваться корреляция с параметрами,
имеющими наибольшее отношение сигнал/шум: Т , Td, Ко, и а5. Отметим, что коэффициент корреляции меры Кульбака Н1 2 с давлением насыщенного пара Ро практически совпадает с коэффициентом корреляции для абсолютной влажности воздуха Яо и по этой причине в табл. 1 не приводится.
Приведенный на рис. 2 график иллюстрирует корреляционную функцию среднего значения мер Кульбака Н^ 2 с наиболее значимым метеорологическим фактором - абсолютной влажностью воздуха Яо.
к (Н 1,2, Яо)
t, час
Рис 2. Коэффициент корреляции среднего значения меры Кульбака Н1 2 и вариаций абсолютной
влажности воздуха Яо
На приведенном графике хорошо просматривается наличие отрицательной корреляции среднего значения меры Кульбака Н^ 2 и вариаций абсолютной влажности воздуха
Яо при запаздывании по времени на величину около 30 часов.
Результаты экспериментов при низкочастотной фильтрации
Далее рассмотрим случай применения низкочастотной фильтрации. Для выполнения расчетов значения мер Кульбака Н1, Н 2 подвергались коррекции для исключения влияния изменявшихся во время экспериментов значений дисперсий О} , О2 и температуры Т2 электролитических ячеек. Применяя установленную в работе [14] линейную зависимость мер Кульбака и среднего квадратичного отклонения а к = д/ , к = 1,2 , а также малое отклонение температуры Т2 от её среднего значения (Т^, можно записать формулу для расчета мер Кульбака Н1, Н 2, учитывающую указанную выше коррекцию:
Нк = ак -гак а к -Хтк (Т2 - (Т2>), к = 1,2, (10)
где: Хак - коэффициент регрессии между значениями мер Кульбака Н1, Н2 и средними квадратичными отклонениями а к = V, к = 1,2, Хтк " коэффициент регрессии между значениями мер Кульбака Н ^, Н 2 и вариациями температуры установок: ДТ = Т~2 - Т) . В табл. 2 приведены значения указанных коэффициентов регрессии.
Таблица 2 Коэффициенты регрессии для двух установок
Коэффициент регрессии Установка № 1 Установка № 2
Хак Л0"^-1 3,332 3,011
Хтк Д0-6^1 1,692 0,258
В табл. 3 приведены коэффициенты корреляции (и их средние квадратичные отклонения) для двух установок, рассчитанные при использовании полосовой фильтрации вариаций меры Кульбака и метеорологических факторов (верхние значения в соответствующих ячейках таблицы) и при низкочастотной фильтрации этих величин (нижние значения в соответствующих ячейках таблицы).
Таблица 3 Коэффициенты корреляции значений мер Кульбака и метеорологических факторов
Коэффициенты корреляции Установка № 1 Установка № 2
К (нк,Т) -0,252±0,060 -0,182±0,054
-0,206±0,113 -0,844±0,062
К (н к ^ ) -0,276±0,073 -0,246±0,055
-0,201±0,113 -0,873±0,057
К (н к, Яо) -0,288±0,070 -0,297±0,057
-0,151±0,115 -0,852±0,061
К (н к,Т 5 ) -0,283±0,072 -0,251±0,055
-0,210±0,114 -0,847±0,062
Из этой таблицы следует, что при низкочастотной фильтрации сигналов наибольшая корреляция наблюдается для второй экспериментальной установки для коэффициента
К (Й 2, Td). При указанной фильтрации значения коэффициентов корреляции для первой
экспериментальной установки существенно менее значимы, что связано с более высоким уровнем низкочастотного шума, наблюдавшегося в экспериментальных результатах, полученных на этой установке.
На рис. 3 приведено сопоставление полученного в эксперименте графика зависимости меры Кульбака Н 2 от времени и аналогичного графика для температуры точки росы Td для периода измерений с 20 марта 2011 года по 8 апреля 2015 года. На приведенных графиках хорошо видна обратная зависимость меры Кульбака #2 от температуры точки росы Td атмосферного воздуха.
Н2 Td ,0С
8,70Е-05 8,60Е-05 8,50Е-05 8,40Е-05 8,30Е-05 8,20Е-05 8,10Е-05 8,00Е-05
10000
20000
30000
-30
20
10
10
20
30
40
40000
t, час
Рис. 3. Графики зависимости мер Кульбака Н 2 (кривая 1) и температуры точки росы Td (кривая 2)
Расчет коэффициентов регрессии
Проведем оценку влияния различных метеорологических факторов на значения мер Кульбака. В табл. 4 приведены рассчитанные коэффициенты регрессии и их средние квадратичные отклонения для имеющих наибольшее влияние метеорологических факторов в случае полосовой фильтрации (верхние значения в соответствующих ячейках таблицы) и низкочастотной фильтрации (нижние значения в соответствующих ячейках таблицы). Из приведенных результатов следует, что коэффициенты регрессии для второй установки в случае низкочастотной фильтрации превышают аналогичные коэффициенты, рассчитанные для случая полосовой фильтрации, в 3-5 раз. В случае полосовой фильтрации коэффициенты регрессии для первой установки в 1,5-2 раза больше, чем для второй.
0
0
Коэффициенты регрессии Установка № 1 Установка № 2
rtp k, T ), 10-8 1/К -2,33±0,38 -1,35±0,26
-1,71±0,77 -6,53±0,39
я(й k, Td ), 10-8 1/К -2,86±0,37 -1,67±0,25
-1,93±0,76 -7,75±0,35
r{h k, Ro), 10-10 м3/кг -0,82±0,04 -0,56±0,03
-0,36±0,08 -1,88±0,04
R(tf k,T s), 10-6 м2К/Вт -1,75±0,04 -1,02±0,03
-1,20±0,08 -4,48±0,04
Заключение
Полученные в работе результаты позволяют сделать вывод о наличие воздействия внешних метеорологических факторов на характер флуктуаций напряжения в малом объеме электролита. Указанное воздействие проявляется в изменении меры Кульбака флуктуаций напряжения на изолированной электролитической ячейке. В качестве гипотезы, объясняющей наблюдаемые эффекты, может рассматриваться механизм, связанный с нелокальной запутанностью состояний макроскопических систем [7]. Этот явление, видимо, проявляется в воздействии внешних диссипативных процессов на характер флуктуаций ионов в электролите. Другим возможным механизмом может являться влияние внешних диссипативных процессов на интенсивность пуассоновских флуктуаций промежутков времени между столкновениями ионов в электролите с частицами среды [26].
Список литературы
1. Julsgaard B., Kozhelkin A., Polsik E.S. Experimental long lived entanglement of two macroscopic objects // Nature. 2001. Vol. 413. P. 400-403.
2. Xu H., Strauch F.W., Dutta S.K. et al. Spectroscopy of three-particle entanglement in a macroscopic superconducting circuit // Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 94 P. 024003-1-4.
3. Benatti F., Floreanini R., Piani M. Environment induced entanglement in Markovian dissi-pative dynamics // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 91. P. 070402-4.
4. Dur W., Briegel H.-J. Stability of macroscopic entanglement under decoherense // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 92. P. 1804031-4.
5. Башаров А.М. Декогеренция и перепутывание при радиационном распаде двухатомной системы // ЖЭТФ. 2002. Т. 121. Вып. 6. С. 1249-1260.
6. Jakobczyk L. Entangling two qubits by dissipation // J. Phys. A. 2002. Vol. 35. P. 63836391.
7. Коротаев С.М., Морозов А.Н., Сердюк В.О., Сорокин М.О. Проявление макроскопической нелокальности в некоторых естественных диссипативных процессах // Известия Вузов, Физика. 2002. № 5. С. 3-14.
8. Korotaev S.M., Morozov A.N., Serdyuk V.O., Gorokhov J.V., Machinin V.A. Experimental study of macroscopic nonlocality of large-scale natural dissipative processes // NeuroQuantology. 2005. Issue 4. P. 275 - 294.
9. Коротаев С.М., Морозов А.Н., Сердюк В.О., Горохов Ю.В., Филиппов Б.П., Мачихин В.А. Экспериментальное исследование опережающих нелокальных корреляций процесса солнечной активности // Известия Вузов, Физика. 2007. № 4. С. 26 - 33.
10. Коротаев С.М., Буднев Н.М., Сердюк В.О., Горохов Ю.В., Кикткнко Е.О., Панфилов А.И. Байкальский эксперимент по наблюдению опережающих нелокальных корреляций крупномасштабных процессов // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Естественные науки. 2014. № 1. С. 35-53.
11. Морозов А.Н. Применение теории немарковских процессов при описании броуновского движения // ЖЭТФ. 1996. Т. 109. Вып. 4. С. 1304-1315.
12. Morozov A.N., Skripkin A.V. Spherical particle Brownian motion in viscous medium as non-Markovian random process // Physics Letters A. 2011. Vol. 375. P.4113-4115.
13. Морозов А.Н. Необратимые процессы и броуновское движение: Физико-технические проблемы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 332 с.
14. Морозов А.Н. Предварительные результаты измерений меры Кульбака флуктуаций напряжения на электролитической ячейке // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Естественные науки. 2011. № 2. С. 16-24.
15. Зарипов Р.Г. Новые меры и методы в теории информации. Казань: Изд-во Казан. гос. тех. ун-та, 2005. 364 с.
16. Климонтович Ю.Л. Турбулентное движение и структура хаоса: Новый подход к статистической теории открытых систем. М.: Наука, 1990. 320 с.
17. Sonntag D. Advancements in the field of hygrometry // Meteorol. Z., N. F. 1994. Vol. 3. P. 51-66.
18. Murphy D.M., Koop T. Review of the vapor pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications // Quart. J. Royal Met. Soc. 2005. Vol. 31. P. 1539-1565.
19. Морозов А.Н. Применение меры Кульбака для оценки долговременных изменений флуктуаций напряжения на электролитической ячейке // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Естественные науки. 2013. № 3. С. 52-61.
20. Морозов А.Н. Зависимость меры Кульбака флуктуаций напряжения на электролитических ячейках от метеорологических факторов // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Естественные науки. 2015. № 3. С. 47-57.
21. Морозов А.Н. Воздействие метеорологических факторов на длиннопериодные вариации меры Кульбака флуктуаций напряжения на электролитических ячейках // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Естественные науки. 2015. № 4. С. 57-66.
22. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. М.: Мир, 2002. 462 с.
23. Изаков М.Н. Самоорганизация и информация на планетах и в экосистемах // Успехи физических наук. 1997. Т. 167, № 10. С. 1087-1094.
24. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. М.: Мир, 1983. Т. 1. 312 с.
25. Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1977. 344 с.
26. Морозов А.Н. Стационарные распределения флуктуаций скорости броуновской частицы в среде с флуктуирующим коэффициентом вязкого трения // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана, Сер. Естественные науки. 2014. № 3. С. 26-38.
Radiooptics of the Bauman MSTU, 2015, no. 06, pp. 62-76.
DOI: 10.7463/rdopt.0615.0822705
Received: 05.10.2015
Revised: 19.10.2015
© Bauman Moscow State Technical Unversity
Results of Long-Term Measuring Tension Fluctuation on Electrolytic Cells
A.N. MorOZOV1'" '!amor59@maihni
:Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
Radiooptics
Keywords: fluctuations of tension, electrolytic cell, Kulbak's measure, dissipative processes,
production of entropy
Results of comparison of records are given died Kulbak of fluctuations of tension in small volumes of electrolyte in two independent electrolytic cells and external meteorological processes. Electrolytic cells represented two vessels with the distilled water divided by means of a Mylar film by thickness h = 3 micron, having openings (thin channels) with a diameter of 0.2... 0.4
—14 3
microns. Electrolyte volume was approximately equal in thin channels 10 m that there corresponded the number of ions in the specified electrolyte volume near 1010. In each of vessels, there were graphite electrodes, which were connected to an entrance of the amplifier, and, further, were read out in PEVM. At the same time in one minute 1800000 values were read out. On the values of fluctuations of tension received within one minute, Kulak's measures for two experimental installations were calculated. Experiments were made during the period from March 20, 2011 to April 8, 2015, at the same time the general duration of the processed records made 31084 hours or 1295 days. On the basis of the analysis of results of experiments the conclusion is drawn on impact of external dissipative processes on nature of fluctuations of ions in electrolyte. Existence of mutual correlation is established died Kulbak for two independent installations. Coefficients of correlation are defined died Kulbak of fluctuations of tension, meteorological factors and density of production of entropy when transforming sunlight to the thermal radiation of Earth. It is shown that the greatest coefficients of correlation of records were died by Kulbaka are observed with values of temperature of saturated steam in the atmosphere, absolute humidity and density of production of entropy. Coefficients of regression are calculated died Kulbak and values of various meteorological factors and is shown that at a strip filtration of signals in the range of periods from 1 to 25 days these coefficients decrease by 3-5 times in comparison with a low-frequency filtration with the boundary period of 10 days. As the hypotheses explaining observed effects the mechanisms connected with not local complexity of conditions of macroscopic systems or with influence of external dissipative processes on intensity of Poisson fluctuations of periods between collisions of ions in electrolyte with environment particles can be considered.
References
1. Julsgaard B., Kozhelkin A., Polsik E.S. Experimental long lived entanglement of two macroscopic objects. Nature, 2001, vol. 413, pp. 400-403.
2. Xu H., Strauch F.W., Dutta S.K. et al. Spectroscopy of three-particle entanglement in a macroscopic superconducting circuit. Physical Review Letters, 2005, vol. 94, pp. 024003-1-4.
3. Benatti F., Floreanini R., Piani M. Environment induced entanglement in Markovian dissi-pative dynamics. Physical Review Letters, 2003, vol. 91, pp. 070402-4.
4. Dur W., Briegel H.J. Stability of macroscopic entanglement under decoherense. Physical Review Letters, 2004, vol. 92, pp. 1804031-4.
5. Basharov A.M. Decoherence and confusing at radiative decay of biatomic system. Zhurnal eksperimental'noy i teoreticheskoy fiziki = Journal of Experimental and Theoretical Physics, 2002, vol. 121, no. 6, pp. 1249-1260. (in Russian).
6. Jakobczyk L. Entangling two qubits by dissipation. The Journal of Physics A, 2002, vol. 35, pp. 6383-6391.
7. Korotaev S.M., Morozov A.N., Serdyuk V.O., Sorokin M.O. Manifestation of the Macroscopic Nonlocality in Some Natural Dissipation Processes. Izvestiya VUZov. Fizika, 2002, no. 5, pp. 3-14. (in Russian). (English version of journal: Russian Physics Journal, 2002, vol. 45, no. 5, pp. 431-444. DOI: 10.1023/A:1021091202468 )
8. Korotaev S.M., Morozov A.N., Serdyuk V.O., Gorokhov J.V., Machinin V.A. Experimental study of macroscopic nonlocality of large-scale natural dissipative processes. NeuroQuantology, 2005, no. 4, pp. 275-294.
9. Korotaev S.M., Morozov A.N., Serdyuk V.O., Gorokhov J.V., Fillippov B.P., Machinin V.A. Experimental study of advanced nonlocal correlations of the process of solar activity. Izvestiya VUZov. Fizika, 2007, no. 4, pp. 26-33. (English version of journal: Russian Physics Journal, 2007, vol. 50, iss. 4, pp. 333-341. DOI: 10.1007/s11182-007-0046-z
10. Korotaev S.M., Budnev N.M., Serdyuk V.O., Gorokhov Yu.V., Kiktenko Ye.O., Panfilov A.I. The Baikal experiment regarding the observations of leading nonlocal correlations of large-scale processes. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki = Ser. Natural Sciences, 2014, no. 1, pp. 35-53. (in Russian).
11. Morozov A.N. Theory applications of non-Markovian processes in describing of Brownian motion. Zhurnal Eksperimental'noy i Teoreticheskoy Fiziki = Journal of Experimental and Theoretical Physics, 1996, vol. 109, no. 4, pp. 1304-1315. (in Russian).
12. Morozov A.N., Skripkin A.V. Spherical particle Brownian motion in viscous medium as non-Markovian random process. Physics Letters A, 2011, vol. 375, pp. 4113-4115. DOI: 10.1016/j.physleta.2011.10.001
13. Morozov A.N. Neobratimye protsessy i brounovskoe dvizhenie [Irreversible processes and Brownian motion]. Moscow, Bauman MGTU Publ., 1997. 332 p. (in Russian).
14. Morozov A.N. Preliminary Results of Recording the Kullback Measure of Voltage Fluctuations on Electrolytic Cell. VestnikMGTU im. N.E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki = Ser. Natural Sciences, 2011, no. 2, pp. 16-24. (in Russian).
15. Zaripov R.G. Novye mery i metody v teorii informatsii [New measures and technics in Information theory]. Kazan', Tupolev KNRTU-KAI Publ., 2005. 364 p. (in Russian).
16. Klimontovich Yu.L. Turbulentnoe dvizhenie i struktura khaosa: Novyi podkhod k statisticheskoi teorii otkrytykh system [String motion and structure of chaos: New approach to statistic theory of open systems]. Moscow, Nauka Publ., 1990. 320 p. (in Russian).
17. Sonntag D. Advancements in the field of hygrometry. Meteorologische Zeitschrift, N. F. 1994, vol. 3, pp. 51-66.
18. Murphy D.M., Koop T. Review of the vapor pressures of ice and supercooled water for atmospheric applications. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2005, vol. 31, pp. 1539-1565.
19. Morozov A.N. Application of the Kullback measure for estimation of long-term variations in voltage fluctuations on the electrolytic cell. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki = Ser. Natural Sciences, 2013, no. 3, pp. 52-61. (in Russian).
20. Morozov A.N. The dependance of Kullbach's measures of electric strength fluctuation of electrolity cells on meteorogical factors. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki = Ser. Natural Sciences, 2015, no. 3, pp. 47-57. (in Russian).
21. Morozov A.N. The influence of meteorological factors on the long-period variation of the Kullback measure of voltage fluctuations on the electrolytic cells. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana, Ser. Estestvtnnet nauki = Ser. Natural Sciences, 2015, no. 4, pp. 57-66. (in Russian).
22. Kondepudi D., Prigogine I. Modern Thermodynamics. From Heat Engines to Dissipative Structures. John Wiley & Sons, 1998. 506 p. (Russ. ed.: Sovremennaya termodinamika. Ot teplovykh dvigatelei do dissipativnykh struktur. Moscow, Mir Publ., 2002. 462 p.).
23. Izakov N. Self-organization and information for planets and ecosystems. Uspekhi fizicheskikh nauk, 1997, vol. 167, no. 10, pp. 1087-1094. (in Russian). (English version of journal: Physics-Uspekhi, 1997, vol. 40, no. 10, pp. 1035-1042.)
24. Max J. Metody i tekhnika obrabotki signalovpri fizicheskikh izmereniyakh. Tom 1. Moscow, Mir Publ., 1983. 312 p. (in Russian). [Fr. ed.: Mrothodes et techniques de traitement du signal et applications aux mesures physiques. Paris, Masson, 1981, 238 p. Eng. ed.: Methods and Techniques of Signal Processing in Physical Measurements].
25. Jahnke E., Emde F., Lesh F. Spetsial'nye funktsii. Moscow, Nauka Publ., 1977. 344 p. (in Russian). [Ger. ed.: HËoherer Funktionen. Stuttgart: B.G. Teubner Verlagsgesellschaft, 1960. Eng. ed.: Tables of higher functions. New York: McGraw-Hill, 1960].
26. Morozov A.N. Stationary fluctuation distributions of Brownian particle velocity in a medium with fluctuating viscous friction coefficient. Vestnik MGTU im. N.E. Baumana, Ser, Estestvennie nauki = Ser. Natural Sciences, 2014, no. 3, pp. 26-38. (in Russian).
