Эффект бифельда

Похожие:

Школьные материалы

Споры вокруг электрогравитации и ионного ветра

Браун считал, что его большие, высоковольтные конденсаторы большой емкости создают электрическое поле, достаточно сильное, чтобы незначительно взаимодействовать с гравитационным притяжением Земли, явление, которое он назвал электрогравитацией . Некоторые исследователи утверждают, что обычная физика не может адекватно объяснить это явление. Эффект стал чем-то вроде célèbre причины в сообществе НЛО , где он рассматривается как пример чего-то гораздо более экзотического, чем электрокинетика . Чарльз Берлитц посвятил целую главу своей книги «Филадельфийский эксперимент» пересказу ранней работы Брауна с этим эффектом, подразумевая, что он открыл новый эффект электрогравитации и что он используется НЛО. Сегодня в Интернете полно сайтов, посвященных этой интерпретации эффекта.

Были продолжены утверждения о том, что эта сила может возникать в полном вакууме, что означает, что это неизвестная сила антигравитации, а не просто более известный ионный ветер . В рамках исследования в 1990 году исследователь ВВС США Р.Л. Тэлли провел испытание конденсатора типа Бифельда-Брауна, чтобы воспроизвести эффект в вакууме. Несмотря на попытки увеличить управляющее напряжение постоянного тока примерно до 19 кВ в вакуумных камерах до 10 -6 торр, Талли не обнаружил тяги с точки зрения статического постоянного потенциала, приложенного к электродам. В 2003 году ученый НАСА Джонатан Кэмпбелл испытал подъемник в вакууме при 10 −7 торр и напряжении до 50 кВ, но не заметил, чтобы подъемник не двигался. Кэмпбелл указал репортеру журнала Wired, что для создания настоящего вакуума, подобного космосу, для испытаний требуется оборудование на десятки тысяч долларов.

Примерно в то же время в 2003 году исследователи из Армейской исследовательской лаборатории (ARL) протестировали эффект Бифельда-Брауна, построив четыре асимметричных конденсатора разного размера на основе простых конструкций, найденных в Интернете, а затем подали на них высокое напряжение около 30 кВ. . Согласно их отчету, исследователи утверждали, что влияние ионного ветра было по крайней мере на три порядка меньше, чтобы учесть наблюдаемую силу на асимметричный конденсатор в воздухе. Вместо этого они предположили, что эффект Бифельда-Брауна может быть лучше объяснен с использованием дрейфа ионов вместо ионного ветра из-за того, что первый включает столкновения вместо баллистических траекторий. Примерно десять лет спустя исследователи из Технического университета Либереца провели эксперименты с эффектом Бифельда-Брауна, которые подтвердили утверждение ARL о том, что дрейф ионов считается наиболее вероятным источником генерируемой силы.

В 2004 году Мартин Таймар опубликовал статью, в которой также не удалось воспроизвести работу Брауна, и предположил, что Браун, возможно, вместо этого наблюдал эффекты коронного ветра, вызванного недостаточной дегазацией электродного узла в вакуумной камере, и поэтому неверно интерпретировал эффекты коронного ветра как возможная связь между гравитацией и электромагнетизмом.

Квантовая интерпретация

Обнаружение фотонов как функция времени для а) антигруппировки (например, света, испускаемого одним атомом), б) случайного (например, когерентное состояние, лазерный луч) и в) группировки (хаотический свет). τ _c — время когерентности (временной масштаб фотона или флуктуаций интенсивности).

Из приведенного выше обсуждения становится ясно, что эффект Ханбери-Брауна и Твисса (или группировка фотонов) может быть полностью описан с помощью классической оптики. Квантовое описание эффекта менее интуитивно понятно: если предположить, что тепловой или хаотический источник света, такой как звезда, случайным образом испускает фотоны, тогда не очевидно, как фотоны «узнают», что они должны прибыть на детектор в коррелированном ( сгруппированы) способом. Простой аргумент, предложенный Уго Фано , отражает суть квантового объяснения. Рассмотрим две точки , и в источнике , который испускают фотоны регистрировались двумя детекторами , и , как и в схеме. Совместное обнаружение происходит , когда фотон , испускаемый обнаруживается и фотон , испускаемый детектируется (красные стрелки) или , когда «S фотона обнаруживается и » S путем (зеленые стрелки). Квантово-механические амплитуды вероятностей для этих двух возможностей обозначены
и
соответственно. Если фотоны неразличимы, эти две амплитуды конструктивно интерферируют, давая вероятность совместного обнаружения выше, чем для двух независимых событий. Сумма по всем возможным парам в источнике смывает интерференцию, если расстояние не достаточно мало.
а{\ displaystyle a}б{\ displaystyle b}А{\ displaystyle A}B{\ displaystyle B}а{\ displaystyle a}А{\ displaystyle A}б{\ displaystyle b}B{\ displaystyle B}а{\ displaystyle a}B{\ displaystyle B}б{\ displaystyle b}А{\ displaystyle A}⟨А|а⟩⟨B|б⟩{\ displaystyle \ langle A | a \ rangle \ langle B | b \ rangle}⟨B|а⟩⟨А|б⟩{\ displaystyle \ langle B | a \ rangle \ langle A | b \ rangle}а,б{\ displaystyle a, b}АB{\ displaystyle AB}

Две точки источника а и б фотоны Emit детекторов A и B . Два цвета представляют два разных способа обнаружения двух фотонов.

Объяснение Фано прекрасно иллюстрирует необходимость рассмотрения двухчастичных амплитуд, которые не так интуитивны, как более знакомые одночастичные амплитуды, используемые для интерпретации большинства интерференционных эффектов. Это может помочь объяснить, почему некоторые физики в 1950-х годах не могли принять результат Ханбери Брауна и Твисса. Но квантовый подход — это больше, чем просто причудливый способ воспроизвести классический результат: если фотоны заменяются идентичными фермионами, такими как электроны, антисимметрия волновых функций при обмене частицами делает интерференцию деструктивной, что приводит к нулевой вероятности совместного обнаружения для небольшие расстояния между детекторами. Этот эффект получил название антигруппировки фермионов . Вышеупомянутое рассмотрение также объясняет антигруппировку фотонов : если источник состоит из одного атома, который может испускать только один фотон за раз, одновременное обнаружение двумя близко расположенными детекторами явно невозможно. Антигруппировка, будь то бозоны или фермионы, не имеет классического волнового аналога.

С точки зрения квантовой оптики, эффект HBT был важен для того, чтобы привести физиков (среди которых были Рой Дж. Глаубер и Леонард Мандель ) к применению квантовой электродинамики к новым ситуациям, многие из которых никогда не изучались экспериментально, и в которые различаются между классическими и квантовыми предсказаниями.

Глава 3. Эксперименты

1. Устройство, созданное Брауном, в самом деле, явилось воплощением недоказанного эффекта электрогравитации.
2. Эффект и устройство, основанное на этом эффекте не имеет ничего общего с неуловимой электрогравитацией, а есть лишь интерпретация ионного двигателя в атмосферных условиях.

Рисунок Рисунок . «Летящий» аппарат Рисунок . Коронарный разрядТак же наблюдалось слабое свечение на острых гранях аппарата, которое стало прекрасно заметно при выключенном свете. Появление коронного разряда на острых гранях свидетельствует об огромной Рисунок . Коронный разряд в темноте (осветлено) Рисунок Описание эксперимента: Расположим треугольную модель перпендикулярно испытательной площадке и зафиксируем ее в таком положении, позади анода установим три свечи. После включения питания мы должны увидеть наличие или отсутствие реактивной тяги. Рисунок Рисунок Рисунок 18. Рисунок 19. Заключение и выводы

• Полёты в ы верхних слоях атмосферы, где воздух слишком разряженный для применение традиционных двигателей.
• Использование ионных двигателей как дополнительных силовых установок к уже существующим летательным аппарата, что может значительно повысить их эффективность.

Патенты

Т. Т. Брауну предоставили много патентов на его открытии:

GB300311 — Метод и аппарат или машина для производства силы или движения (принял 1928-11-15)

— Электростатический двигатель (1934-09-25)

— Аппарат Electrokinetic (1960-08-16)

— Преобразователь Electrokinetic (1962-01-23)

— Генератор Electrokinetic (1962-02-20)

— Аппарат Electrokinetic (1965-06-01)

— Электрический генератор (1965-07-20)

Исторически многочисленные патенты предоставили для различных применений эффекта, от электростатического осаждения пыли, к воздуху ionizers, и также для полета. Особенно известный патент — — предоставили Г. Хагену в 1964 для аппарата, более или менее идентичного более поздним так называемым устройствам ‘подъемника’. Другие ионные американские патенты интереса: 2022465, 2182751, 2282401, 2295152, 2460175, 2636664, 2765975, 3071705, 3177654, 3223038, 3120363, 3 130 945

Buehler D.R., Журнал Смешивания Пространства, апрель 2004, издание 2, стр 1-22,

Ссылки

1. Ричард М. Вайнер, Введение в корреляции Бозе – Эйнштейна и субатомную интерферометрию, Джон Вили, 2000.

2. Г. Гольдхабер; У. Б. Фаулер; С. Гольдхабер; TF Hoang; Т. Е. Калогеропулос; WM Пауэлл (1959). . Phys. Rev. Lett . 3 (4): 181. Bibcode . DOI .

Обратите внимание, что в Hanbury Brown нет дефиса.

• — статья, в которой (неправильно) оспаривается существование эффекта Хэнбери Брауна и Твисса
• — экспериментальная демонстрация эффекта
• — эквивалент КЭД резонатора для демонстрации Кимбл и Мандель в свободном пространстве антигруппировки фотонов в резонансной флуоресценции
• Р. Хэнбери Браун (1991). БОФФИН: личная история первых дней радаров, радиоастрономии и квантовой оптики . Адам Хильгер. ISBN 978-0-7503-0130-5.
• Марк П. Сильверман (1995). . Springer. ISBN 978-0-387-94376-3.
• Р. Хэнбери Браун (1974). Интерферометр интенсивности; его приложение к астрономии . Вайли. ISBN 978-0-470-10797-3. ASIN B000LZQD3C.

Electrogravity

Когда-то, Браун полагал, что его устройства произвели новую область, которая взаимодействовала с гравитацией Земли, явление, которое он маркировал electrogravitics. Определенные исследователи края утверждают, что обычная физика не может соответственно объяснить явление. Эффект стал чем-то вроде причины célèbre в сообществе НЛО, где это замечено как пример чего-то намного более экзотического, чем electrokinetics. Чарльз Берлиц посвятил всю главу своей книги Филадельфийский Эксперимент к пересказыванию ранней работы Брауна с эффектом, подразумевая, что он обнаружил новый electrogravity эффект и что это использовалось НЛО. Сегодня, Интернет заполнен местами, посвященными этой интерпретации эффекта.

Были продолжения на требованиях, что эта продвигающая сила может быть произведена в полном вакууме, означая, что это — неизвестная антигравитационная сила, и не только более известный ветер иона, с несколькими исследователями (Р. Л. Талли в исследовании ВВС США 1990 года, ученый НАСА Джонатан Кэмпбелл в эксперименте 2003 года и Мартин Тэджмэр в газете 2004 года) находящий, что никакой толчок не мог наблюдаться в вакууме, совместимом с явлением ветра иона. Кэмпбелл указал Зашитому репортеру журнала, что создание истинного вакуума, подобного, чтобы сделать интервалы для теста, требует десятков тысяч долларов в оборудовании.

Анализ эффекта

Эффект, как обычно полагают, полагается на выброс короны, который позволяет воздушным молекулам становиться ионизированными около острых пунктов и краев. Обычно, два электрода используются с высоким напряжением между ними, в пределах от нескольких киловольт и до уровней мега-В, где один электрод маленький или острый, и другое большее и более гладкое. Самое эффективное расстояние между электродами происходит в электрическом потенциальном градиенте приблизительно 10 кВ/см, который является чуть ниже номинального напряжения пробоя воздуха между двумя острыми пунктами на уровне плотности тока, обычно называемом влажным текущим положением короны. Это создает высокий полевой градиент вокруг меньшего, положительно заряженный электрод. Вокруг этого электрода происходит ионизация, то есть, электроны раздеты от атомов в окружающей среде; им буквально тянет сразу же обвинение электрода.

Это оставляет облако положительно заряженных ионов в среде, которые привлечены к отрицательному гладкому электроду Законом Кулона, где они нейтрализованы снова. Это производит одинаково чешуйчатую противостоящую силу в более низком электроде. Этот эффект может использоваться для толчка (см. охотника EHD), жидкие насосы и недавно также в системах охлаждения EHD. Скорость, достижимая такими установками, ограничена импульсом, достижимым ионизированным воздухом, который уменьшен воздействием иона с нейтральным воздухом. Теоретическое происхождение этой силы было предложено (см. внешние ссылки ниже).

Однако этот эффект работы, используя любую полярность для электродов: маленький или тонкий электрод может быть или положительным или отрицательным, и у более крупного электрода должна быть противоположная полярность. На многих экспериментальных территориях сообщается, что эффект толчка подъемника фактически немного более силен, когда маленький электрод — положительный. Это — возможно эффект различий между энергией ионизации и электронной энергией близости составных частей воздуха; таким образом, непринужденность которого ионы созданы в ‘остром’ электроде.

Поскольку давление воздуха удалено из системы, несколько объединений эффектов, чтобы уменьшить силу и импульс, доступный системе. Количество воздушных молекул вокруг ионизирующегося электрода сокращено, уменьшив количество ионизированных частиц. В то же время количество воздействий между ионизированными и нейтральными частицами сокращено. Увеличивается ли это или уменьшается, максимальный импульс ионизированного воздуха, как правило, не измеряется, хотя сила, реагирующая на электроды, уменьшает, пока область выполнения жара не введена. Сокращение силы — также продукт уменьшающего напряжения пробоя воздуха, поскольку более низкий потенциал должен быть применен между электродами, таким образом уменьшив силу, продиктованную Законом Кулона.

Во время области выполнения жара воздух становится проводником. Хотя прикладное напряжение и ток размножатся с почти скоростью света, движение самих проводников почти незначительно. Это приводит к силе Кулона и изменению импульса, столь маленького, что он является нолем.

Ниже области выполнения жара напряжение пробоя увеличивается снова, пока число потенциальных уменьшений ионов и шанс воздействия понижаются. Эксперименты были проведены и, как находили, и доказали и опровергнули силу при очень низком давлении. Вероятно, что причина этого состоит в том, что при очень низких давлениях, только экспериментах, которые использовали положительные результаты очень больших напряжений, к которым приводят как продукт большего шанса ионизации чрезвычайно ограниченного числа доступных воздушных молекул и большая сила от каждого иона из Закона Кулона; у экспериментов, которые использовали более низкие напряжения, есть более низкий шанс ионизации и более низкая сила за ион. Характерный для положительных результатов то, что наблюдаемая сила маленькая по сравнению с экспериментами, проводимыми при стандартном давлении. Это, вероятно, будет результатом в широком масштабе сокращенного количества ионов, произведенных экспериментом, хотя это могло также интерпретироваться, чтобы быть различной силой полностью.

История

В 1954 году Роберт Хэнбери Браун и Ричард К. Твисс представили концепцию интерферометра интенсивности в радиоастрономии для измерения крошечных угловых размеров звезд, предположив, что он может работать и с видимым светом. Вскоре после того, как они успешно проверили это предположение: в 1956 году они опубликовали лабораторный экспериментальный макет с использованием синего света от ртутной лампы , а позже в том же году они применили эту технику для измерения размера Сириуса . В последнем эксперименте две фотоэлектронные умножители , разделенные несколькими метрами, были нацелены на звезду с помощью грубых телескопов, и между двумя флуктуирующими интенсивностями наблюдалась корреляция. Так же, как и в радиоисследованиях, корреляция пропадала по мере увеличения расстояния (хотя и в метрах, а не в километрах), и они использовали эту информацию для определения видимого углового размера Сириуса.

Пример интерферометра интенсивности, который не наблюдал бы корреляции, если источником света является когерентный лазерный луч, и положительной корреляции, если источником света является отфильтрованное одномодовое тепловое излучение. Теоретическое объяснение разницы между корреляциями фотонных пар в тепловом и лазерном лучах было впервые дано Роем ​​Дж. Глаубером , которому в 2005 г. была присуждена Нобелевская премия по физике «за его вклад в квантовую теорию оптической когерентности ».

Этот результат был встречен в физическом сообществе с большим скептицизмом. Результат радиоастрономии был оправдан уравнениями Максвелла , но были опасения, что эффект должен нарушиться на оптических длинах волн, так как свет будет квантоваться на относительно небольшое количество фотонов, которые индуцируют дискретные фотоэлектроны в детекторах. Многих физиков беспокоило, что это соотношение противоречит законам термодинамики. Некоторые даже утверждали, что эффект нарушает принцип неопределенности . Хэнбери Браун и Твисс разрешили спор в аккуратной серии статей (см. ниже), которые продемонстрировали, во-первых, что передача волн в квантовой оптике имеет точно такую ​​же математическую форму, что и уравнения Максвелла, хотя и с дополнительным шумовым членом из-за квантования в детектор, а во-вторых, согласно уравнениям Максвелла, интерферометрия интенсивности должна работать. Другие, такие как Эдвард Миллс Перселл, сразу же поддержали эту технику, указав, что скопление бозонов было просто проявлением эффекта, уже известного в статистической механике . После ряда экспериментов все физическое сообщество согласилось, что наблюдаемый эффект был реальным.

В первоначальном эксперименте использовался тот факт, что два бозона стремятся одновременно попасть в два отдельных детектора. Морган и Мандель использовали источник тепловых фотонов для создания тусклого пучка фотонов и наблюдали тенденцию одновременного прихода фотонов на один детектор. Оба этих эффекта использовали волновую природу света для создания корреляции во времени прихода — если пучок одиночных фотонов разделен на два пучка, то для частиц света требуется, чтобы каждый фотон наблюдался только одним детектором, и поэтому антикорреляция наблюдалась в 1977 г. Джеффом Кимблом . Наконец, бозоны имеют тенденцию к слипанию, что приводит к корреляциям Бозе – Эйнштейна , в то время как фермионы из-за принципа исключения Паули имеют тенденцию расходиться, что приводит к (анти) корреляциям Ферми – Дирака. Корреляции Бозе-Эйнштейна наблюдались между пионами, каонами и фотонами, а корреляции Ферми-Дирака (анти) между протонами, нейтронами и электронами. Общее введение в этой области см. В учебнике по корреляциям Бозе – Эйнштейна Ричарда М. Вайнера . Различие в отталкивании конденсата Бозе – Эйнштейна в аналогии эффекта HBT «ловушка и свободное падение» влияет на сравнение.

Кроме того , в области физики частиц , Гольдхабер и др. провел эксперимент в 1959 году в Беркли и обнаружил неожиданную угловую корреляцию между идентичными пионами , обнаружив резонанс ρ посредством распада. С тех пор метод HBT начал использоваться сообществом тяжелых ионов для определения пространственно-временных размеров источника излучения частиц для столкновений тяжелых ионов. О последних достижениях в этой области см., Например, обзорную статью Лизы.
ρ→π-π+{\ displaystyle \ rho ^ {0} \ to \ pi ^ {-} \ pi ^ {+}}