Biefeld-Brun effekt

Biefeld -Brown-effekten är ett elektriskt fenomen som producerar en jonisk vind som överför sin rörelsemängd till omgivande neutrala partiklar. Den beskriver en kraft som observeras på en asymmetrisk kondensator när hög spänning appliceras på kondensatorns elektroder. När den väl har laddats upp till höga DC- potentialer genereras en dragkraft vid den negativa terminalen, som trycker bort den från den positiva terminalen. Effekten namngavs av uppfinnaren Thomas Townsend Brown som hävdade att han gjorde en serie experiment med professorn i astronomi Paul Alfred Biefeld , en tidigare lärare i Brown som Brown hävdade var hans mentor och co-experimenter vid Denison University i Ohio.

Användningen av en asymmetrisk kondensator, där den negativa elektroden var större än den positiva elektroden, gjorde att mer dragkraft kunde produceras i riktningen från lågflödes- till högflödesområdet jämfört med en konventionell kondensator. Dessa asymmetriska kondensatorer blev kända som Asymmetrical Capacitor Thrusters (ACT). Biefeld-Brown-effekten kan observeras i jonocrafts och lyftare , som använder effekten för att producera dragkraft i luften utan att kräva någon förbränning eller rörliga delar.

I sitt patent från 1960 med titeln "Electrokinetic Apparatus" hänvisar Brown till elektrokinesis för att beskriva Biefeld-Brown-effekten, som kopplar fenomenet till området elektrohydrodynamik (EHD). Brown trodde också att Biefeld-Brown-effekten kunde producera en antigravitationskraft, kallad " elektrogravitik " baserat på att det är ett el-/gravitationsfenomen. Det finns dock få bevis som stöder Browns påstående om effektens antigravitationsegenskaper.

Historia

"Biefeld-Brown-effekten" var namnet på ett fenomen som observerades av Thomas Townsend Brown när han experimenterade med röntgenrör under 1920-talet medan han fortfarande gick i gymnasiet. När han applicerade en elektrisk högspänningsladdning på ett Coolidge-rör som han placerade på en skala, märkte Brown en skillnad i rörmassan beroende på orientering, vilket innebär någon form av nettokraft . Denna upptäckt fick honom att anta att han på något sätt hade påverkat gravitationen elektroniskt och fick honom att designa ett framdrivningssystem baserat på detta fenomen. Den 15 april 1927 ansökte han om ett patent, med titeln "Method of Producing Force or Motion", som beskrev hans uppfinning som en elektriskt baserad metod som kunde styra gravitationen för att producera linjär kraft eller rörelse. 1929 publicerade Brown en artikel för den populära amerikanska tidskriften Science and Invention , som detaljerade hans arbete. Artikeln nämnde också "gravitatorn", en uppfinning av Brown som producerade rörelse utan användning av elektromagnetism, kugghjul, propellrar eller hjul, utan istället med hjälp av principerna för vad han kallade "elektrogravitation". Han hävdade också att de asymmetriska kondensatorerna var kapabla att generera mystiska fält som samverkade med jordens gravitationskraft och föreställde sig en framtid där gravitatorer skulle driva oceanfartyg och till och med rymdbilar.

Vid något tillfälle fick denna effekt också monikern "Biefeld-Brown effect", förmodligen myntad av Brown för att hävda Denison University professor i fysik och astronomi Paul Alfred Biefeld som sin mentor och co-experimenter. Brown gick på Denison i ett år innan han hoppade av och uppgifterna om att han till och med hade en koppling till Biefeld är i bästa fall skissartade.

Brown lämnade in ytterligare ett patent 1960 som beskrev fysiken för Biefeld-Brown-effekten och gjorde följande påståenden:

Det finns en negativ korrelation mellan avståndet mellan plattorna på kondensatorn och styrkan på effekten, där ju kortare avstånd desto större effekt.
Det finns en positiv korrelation mellan materialets dielektriska styrka mellan elektroderna och styrkan på effekten, där ju högre hållfasthet desto större effekt.
Det finns en positiv korrelation mellan ledarnas area och effektens styrka, där ju större area desto större effekt.
Det finns en positiv korrelation mellan spänningsskillnaden mellan kondensatorplattorna och styrkan på effekten, där ju större spänning desto större effekt.
Det finns en positiv korrelation mellan massan av det dielektriska materialet och styrkan på effekten, där ju större massa desto större effekt.

1965 lämnade Brown in ett patent som hävdade att en nettokraft på den asymmetriska kondensatorn kan existera även i ett vakuum . Det finns dock få experimentella bevis som tjänar till att bekräfta hans påståenden.

Effektanalys

Effekten tros allmänt förlita sig på koronaurladdning , vilket gör att luftmolekyler kan joniseras nära skarpa spetsar och kanter. Vanligtvis används två elektroder med hög spänning mellan sig, allt från några kilovolt och upp till megavoltnivåer, där en elektrod är liten eller vass och den andra större och jämnare. Det mest effektiva avståndet mellan elektroderna sker vid en elektrisk potentialgradient på cirka 10 kV/cm, vilket är strax under den nominella genombrottsspänningen för luft mellan två skarpa punkter, vid en strömtäthetsnivå som vanligtvis kallas det mättade koronaströmtillståndet. Detta skapar en hög fältgradient runt den mindre, positivt laddade elektroden. Runt denna elektrod sker jonisering, det vill säga elektroner tas bort från atomerna i det omgivande mediet; de dras bokstavligen direkt av elektrodens laddning. ^{[ citat behövs ]}

Detta lämnar ett moln av positivt laddade joner i mediet, som dras till den negativa släta elektroden av Coulombs lag , där de neutraliseras igen. Detta ger en lika skalad motkraft i den nedre elektroden. Denna effekt kan användas för framdrivning (se EHD thruster ), vätskepumpar och nyligen även i EHD kylsystem. Hastigheten som kan uppnås med sådana inställningar begränsas av den rörelsemängd som kan uppnås av den joniserade luften, som reduceras genom jonpåverkan med neutral luft. En teoretisk härledning av denna kraft har föreslagits (se externa länkar nedan).

Denna effekt fungerar dock med endera polariteten för elektroderna: den lilla eller tunna elektroden kan vara antingen positiv eller negativ, och den större elektroden måste ha motsatt polaritet. På många experimentella platser rapporteras att dragkraften av en lyftare faktiskt är lite starkare när den lilla elektroden är den positiva. Detta är möjligen en effekt av skillnaderna mellan joniseringsenergin och elektronaffinitetsenergin hos luftens beståndsdelar; alltså lättheten för vilka joner skapas vid den "skarpa" elektroden.

När lufttrycket avlägsnas från systemet, kombineras flera effekter för att minska kraften och momentet som är tillgängligt för systemet. Antalet luftmolekyler runt den joniserande elektroden minskar, vilket minskar mängden joniserade partiklar. Samtidigt minskar antalet stötar mellan joniserade och neutrala partiklar. Huruvida detta ökar eller minskar det maximala momentet för den joniserade luften mäts vanligtvis inte, även om kraften som verkar på elektroderna minskar, tills glödurladdningsområdet kommer in. Minskningen i kraft är också en produkt av den minskande genombrottsspänningen hos luft, eftersom en lägre potential måste appliceras mellan elektroderna, vilket därigenom minskar kraften som dikteras av Coulombs lag.

Under glödurladdningsområdet blir luften en ledare. Även om den applicerade spänningen och strömmen kommer att fortplanta sig med nästan ljusets hastighet, är själva ledarnas rörelse nästan försumbar. Detta leder till en Coulomb-kraft och förändring av momentum så liten att den är noll.

Under glödurladdningsområdet ökar genomslagsspänningen igen, medan antalet potentiella joner minskar och risken för stötar minskar. Experiment har genomförts och funnits både bevisa och motbevisa en kraft vid mycket lågt tryck. Det är troligt att orsaken till detta är att vid mycket låga tryck gav endast experiment som använde mycket höga spänningar positiva resultat, som en produkt av en större chans för jonisering av det extremt begränsade antalet tillgängliga luftmolekyler, och en större kraft från varje jon från Coulombs lag; experiment som använde lägre spänningar har en lägre chans för jonisering och en lägre kraft per jon. Gemensamt för positiva resultat är att kraften som observeras är liten i jämförelse med experiment utförda vid standardtryck.

Tvister kring elektrogravitation och jonvind

Brown trodde att hans stora kondensatorer med hög spänning och hög kapacitet producerade ett elektriskt fält som är tillräckligt starkt för att marginellt interagera med jordens gravitationskraft, ett fenomen som han kallade elektrogravitik . Flera forskare hävdar att konventionell fysik inte kan förklara fenomenet på ett adekvat sätt. Effekten har blivit något av en célèbre orsak i UFO -gemenskapen, där den ses som ett exempel på något mycket mer exotiskt än elektrokinetik . Charles Berlitz ägnade ett helt kapitel av sin bok The Philadelphia Experiment åt en återberättelse av Browns tidiga arbete med effekten, vilket antydde att han hade upptäckt en ny elektrogravitationseffekt och att den användes av UFO. Idag Internet fyllt av sajter som ägnas åt denna tolkning av effekten.

Det har gjorts uppföljningar på påståendena att denna kraft kan produceras i ett fullt vakuum, vilket betyder att det är en okänd antigravitationskraft, och inte bara den mer välkända jonvinden . Som en del av en studie 1990 amerikanska flygvapenforskaren RL Talley ett test på en kondensator av Biefeld-Brown-stil för att replikera effekten i ett vakuum. Trots försök som ökade den drivande DC-spänningen till cirka 19 kV i vakuumkammare upp till 10 ⁻⁶ torr, observerade Talley ingen dragkraft i termer av statisk DC-potential applicerad på elektroderna. 2003 NASA -forskaren Jonathan Campbell en lyftare i vakuum vid 10 ⁻⁷ torr med en spänning på upp till 50 kV, bara för att inte observera någon rörelse från lyftaren. Campbell påpekade för en i tidningen Wired att skapa ett verkligt vakuum som liknar utrymme för testet kräver tiotusentals dollar i utrustning.

Ungefär samtidigt 2003 testade forskare från Army Research Laboratory (ARL) Biefeld-Brown-effekten genom att bygga fyra olika stora asymmetriska kondensatorer baserade på enkla konstruktioner som hittats på Internet och sedan applicera en högspänning på cirka 30 kV på dem . Enligt deras rapport skrev forskarna att effekterna av jonvind var minst tre storleksordningar för små för att ta hänsyn till den observerade kraften på den asymmetriska kondensatorn i luften. Efter att ha föreslagit att Biefeld-Brown-effekten teoretiskt skulle kunna förklaras med jondrift istället för jonvind på grund av hur den förra involverar kollisioner istället för ballistiska banor, noterade de att dessa bara var "skalningsuppskattningar" och mer experimentellt och teoretiskt arbete behövdes.

Cirka tio år senare genomförde forskare från Liberecs tekniska universitet experiment på Biefeld-Brown-effekten som stödde en av ARL:s hypoteser som tilldelade jondrift som den mest sannolika källan till den genererade kraften.

2004 publicerade Martin Tajmar en artikel som inte heller lyckades replikera Browns arbete och föreslog att Brown istället kan ha observerat effekterna av en koronavind utlöst av otillräcklig avgasning av elektrodaggregatet i vakuumkammaren och därför misstolkat coronavindeffekterna som en möjlig koppling mellan gravitation och elektromagnetism.

Patent

US-patent 3 120 363 — Flygande apparat — GE Hagen

TT Brown beviljades ett antal patent på sin upptäckt:

GB300311 — En metod och en apparat eller maskin för att alstra kraft eller rörelse (accepterad 1928-11-15)
US Patent 1 974 483 — Elektrostatisk motor (1934-09-25)
US-patent 2 949 550 – Elektrokinetisk apparat (1960-08-16)
US-patent 3 018 394 – Elektrokinetisk givare (1962-01-23)
US-patent 3 022 430 – Elektrokinetisk generator (1962-02-20)
US-patent 3 187 206 – Elektrokinetisk apparat (1965-06-01)
US-patent 3 196 296 – Elektrisk generator (1965-07-20)

Historiskt har många patent beviljats för olika tillämpningar av effekten, från elektrostatisk dammfällning, till luftjonisatorer och även för flygning. Ett särskilt anmärkningsvärt patent - US-patent 3 120 363 - beviljades till GE Hagen 1964, för apparater som är mer eller mindre identiska med de senare så kallade " lyftanordningarna ".

externa länkar

Kleiner, Kurt (5 augusti 2002). "Jakten på nollpunkt av Nick Cook" . Salong . Recension. Arkiverad från originalet den 15 januari 2011. En redaktör för den uppskattade Jane's Defense Weekly säger att den amerikanska regeringen har arbetat med nazistisk antigravitationsteknik i hemlighet i 50 år
Tajmar, M. (2004). "Biefeld-Brown Effect: Feltolkning av Corona Wind Phenomena". AIAA Journal . 42 (2): 315–318. Bibcode : 2004AIAAJ..42..315T . doi : 10.2514/1.9095 .