JP2009207176A - フィールドコンバータ - Google Patents
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Abstract
【課題】重力場を生成するのに好適な装置を提供すること。
【解決手段】本発明による装置は、一様ではない電界を発生させる装置であって、電気的導電性があり、開いた、凹面を有する第1の電極であって、第1の曲率半径によって特徴付けられる第1の電極と、電気的導電性があり、凸面を有する第2の電極であって、該第1の曲率半径よりも小さい、または等しい第2の曲率半径によって特徴付けられる第2の電極と、を含み、該第2の電極は、該第1の電極と少なくとも部分的に同心円であり、該凸面および凹面は、互いに電気的に分離し、電圧ポテンシャルによって帯電されたときに一様ではない電界を発生させるように整列し、該電極は、少なくとも約10,000ボルト/ミリメートルの一様ではない電界を発生させるポテンシャルの差によって帯電する。
【選択図】図1b
【解決手段】本発明による装置は、一様ではない電界を発生させる装置であって、電気的導電性があり、開いた、凹面を有する第1の電極であって、第1の曲率半径によって特徴付けられる第1の電極と、電気的導電性があり、凸面を有する第2の電極であって、該第1の曲率半径よりも小さい、または等しい第2の曲率半径によって特徴付けられる第2の電極と、を含み、該第2の電極は、該第1の電極と少なくとも部分的に同心円であり、該凸面および凹面は、互いに電気的に分離し、電圧ポテンシャルによって帯電されたときに一様ではない電界を発生させるように整列し、該電極は、少なくとも約10,000ボルト/ミリメートルの一様ではない電界を発生させるポテンシャルの差によって帯電する。
【選択図】図1b
Description
本発明は、一様でない電磁界の生成に関し、特に重量物体(massive object)に力を及ぼす電磁界の生成に関する。そのような電磁界は、質量加速度(物体の処理および推進力を含む)および通信の技術に利用される。
自然界における全ての相互作用は、歴史的に4つの基本的な力(強い力、弱い力、電磁力および重力)の言葉で説明されてきた。強い力は原子核をまとめ、かつ核反応によって解放されるエネルギーを生じさせる。弱い力は放射性崩壊およびニュートリノと呼ばれるサブ原子の粒子間の相互作用に関連する。強い力および弱い力の両方は比較的短い(例えば、サブ原子)距離を超えて作用する。電磁力は、強い力および弱い力よりずっと長い距離を超えて作用し得る。例えば、電磁力は、地球の表面全体を超えて北を指すコンパスの方位を保つ。電磁力はまた、帯電粒子の引力ならびに反力を引き起こす。最も遠くに及ぶ力は、重力および電磁力である。重力は地球が太陽の周りを回ることを維持し、かつ銀河系規模での距離を超えて作用し得る。
物理学において重要な論点は、4つの基本力の相互作用である。多くの物理学者は、4つの基本力は、1つの統一された理論によって述べられ得ることを信じている。例えば、標準弱電磁理論は、いかにして電磁力および弱い力が相互作用し、かつ関連するかを説明する。標準弱電磁理論は、弱い力と電磁力とを統一する。他の理論は、いかにして強い力、弱い力および電磁力が相互作用するのかを説明する。4つ全ての基本力を調和する理論は、「Super Unification」理論と呼ばれる。
時間に依存する電磁界および静電界ならびに磁界の多様な組合せを含むデバイスによって生成される引力効果の報告書がある。近年、NASA、DODおよびDepartment of Energyを含む多様な政府機関によって示される関心によって証明されるようにこれらの技術を発展させる試みが証言される。
2001年7月に、AIAA(the American Institute ofAeronautics and Astronautics)の3日間の会合がユタ州で開催された。V.RoschinおよびS.Godinは研究論文「An Experimental Investigation of the Physical Effects in a Dynamic Magnetic System.」(AIAA2001年会合AIAA−2001−3660)を公開した。その研究論文は、静磁気および回転磁石のアセンブリについて説明し、その趣旨に沿って重力効果を達成した。その著者は、35%までの範囲の重量の低減を観察したことを報告した。しかし、その研究論文は、その結果の理論的な根拠を示さなかった。
南カリフォルニア大学のTimir Datta教授および学生ならびに南カリフォルニアのコロンビアのベネディクト大学のMing Yin教授は、電界にテストマスを置いた実験で重力効果を観察したことを主張した。それらは、106個あたり6.4個までの重量の変化を報告した。電界は、コーンと平板からなる対の電極によって生成される。
重力および電磁効果ならびにそれらの相互関係の理論的理解を助けるものとして、J.G.Vargas&D.G.Torr「The Cartan−Einstein Unification with Teleparallelism and the Discrepant Measurement of Newton‘s Constant G」(Foundation of Physicsの29、145−200頁(1999))によって理解され得る。
統一理論は、多くの場合、複合的な数学理論を用いる。詳細には、相対論、微分幾何学、位相時空、テレパラレリズム(teleparallelism)、Kaehler計算法、Clifford代数学、外微分学、ならびに他の物理および数学理論からの技術を利用する物理理論を発展させる試みがなされてきた。公知の技術であるテンソルは、いくつかの物理現象を説明する試みにおいて生じる。テンソルは、n階(ここでnは整数)であり得る成分、関数、あるいは他のテンソルを有する。テンソルは、慣習的な定義であり、かつ当業者によって理解される上付きおよび下付きを含む記号を有する。微分幾何学は基本の力および時空を学ぶ際に特に有用である。微分幾何学の技術分野において公知である数学的構成および技術は、行列、コネクション、フォーム、微分、積(内積、外積、ならびにクリフォード積を含む)、メトリック、コントラクション、相対分散、共分散ならびにフィールドを含む。
(項目1)
一様ではない電界を発生させる装置であって、
電気的導電性があり、開いた、凹面を有する第1の電極であって、第1の曲率半径によって特徴付けられる第1の電極と、
電気的導電性があり、凸面を有する第2の電極であって、該第1の曲率半径よりも小さい、または等しい第2の曲率半径によって特徴付けられる第2の電極と、
を含み、
該第2の電極は、該第1の電極と少なくとも部分的に同心円であり、
該凸面および凹面は、互いに電気的に分離し、電圧ポテンシャルによって帯電されたときに一様ではない電界を発生させるように整列し、
該電極は、少なくとも約10,000ボルト/ミリメートルの一様ではない電界を発生させるポテンシャルの差によって帯電する、装置。
(項目2)
前記凸面および凹面のうちの少なくとも1つは、第1の中空球の一部として特長付けられる、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記凹面は、中心軸を有する円柱の一部として特長付けられ、
前記凸電極は、少なくとも部分的に中心軸に沿って伸びる導体である、項目1に記載の装置。
(項目4)
一様ではない電界を発生させる装置であって、
軸を伴う、概して円柱状のキャビティを有する第1の電極と、
該円柱状のキャビティ内に少なくとも部分的に配置されて、該第1の電極から部分的に分離した第2の電極と、
該第1の電極と該第2の電極との間に少なくとも部分的に分散した誘電体の性質を有する少なくとも1つの材料と
を含み、
該第1の電極、該第2の電極、および該誘電体の性質を有する少なくとも1つの材料は、該第1および第2の電極が電圧ポテンシャルによって帯電するとき、非均一な、一様ではない電界を軸上に発生させるように整列する、装置。
(項目5)
複数のセルから形成されるアレイであって、各セルは、軸を有する一様ではない電界を発生させ、該一様ではない電界は、該軸に沿って最大の大きさを有し、該複数のセルは、該最大の大きさの各軸が収束するアライメントで共通して配置されるような方向を向く、アレイ。
(項目6)
少なくとも1つのセルは、項目1に記載の装置である、項目5に記載のアレイ。
(項目7)
少なくとも1つのセルは、項目3に記載の装置である、項目5に記載のアレイ。
(項目8)
少なくとも1つのセルは、項目4に記載の装置である、項目5に記載のアレイ。
(項目9)
項目5に記載の少なくとも2つのアレイから構成される装置であって、各アレイは、アレイ軸を有し、前記全ての電界は、該アレイ軸に沿って最大の大きさを有し、第1のアレイのアレイ軸は、第2のアレイのアレイ軸と平行ではない、装置。
(項目10)
前記複数のセルの各々は、第1の電極を有し、該セルの第1の電極は、電気的に互いに接続されている、項目5に記載のアレイ。
(項目11)
前記凸面および凹面は、少なくとも約10,000ボルト/ミリメートルの一様ではない電界を発生させるポテンシャルの差によって帯電する、項目4に記載の装置。
(項目12)
前記第1および第2の電極に接続された時間変動電圧ポテンシャルのソースをさらに含む、項目1に記載の装置。
(項目13)
前記第1および第2の電極に接続された時間変動電圧ポテンシャルのソースをさらに含む、項目3に記載の装置。
(項目14)
前記第1および第2の電極に接続された時間変動電圧ポテンシャルのソースをさらに含む、項目4に記載の装置。
(項目15)
一様ではない電界を発生させるデバイスであって、
球、円錐、放物面、円柱;中空球、中空円錐、中空放物面、および中空円柱の一部のうちの1つである第1の形状を有する第1の電極と、
該第2の電極から間隔を空けた第2の電極であって、球、円錐、放物面、円柱;中空球、中空円錐、中空放物面、および中空円柱の一部のうちの1つである第2の形状を有する第2の電極と
を含み、
該第1および第2の電極は、電圧ポテンシャルによって帯電するときに一様ではない電界を作り出すように整列し、
該第1および第2の電極は、少なくとも約100ナノ−gの重力効果を発生させるために十分な電圧ポテンシャルによって帯電する、デバイス。
一様ではない電界を発生させる装置であって、
電気的導電性があり、開いた、凹面を有する第1の電極であって、第1の曲率半径によって特徴付けられる第1の電極と、
電気的導電性があり、凸面を有する第2の電極であって、該第1の曲率半径よりも小さい、または等しい第2の曲率半径によって特徴付けられる第2の電極と、
を含み、
該第2の電極は、該第1の電極と少なくとも部分的に同心円であり、
該凸面および凹面は、互いに電気的に分離し、電圧ポテンシャルによって帯電されたときに一様ではない電界を発生させるように整列し、
該電極は、少なくとも約10,000ボルト/ミリメートルの一様ではない電界を発生させるポテンシャルの差によって帯電する、装置。
(項目2)
前記凸面および凹面のうちの少なくとも1つは、第1の中空球の一部として特長付けられる、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記凹面は、中心軸を有する円柱の一部として特長付けられ、
前記凸電極は、少なくとも部分的に中心軸に沿って伸びる導体である、項目1に記載の装置。
(項目4)
一様ではない電界を発生させる装置であって、
軸を伴う、概して円柱状のキャビティを有する第1の電極と、
該円柱状のキャビティ内に少なくとも部分的に配置されて、該第1の電極から部分的に分離した第2の電極と、
該第1の電極と該第2の電極との間に少なくとも部分的に分散した誘電体の性質を有する少なくとも1つの材料と
を含み、
該第1の電極、該第2の電極、および該誘電体の性質を有する少なくとも1つの材料は、該第1および第2の電極が電圧ポテンシャルによって帯電するとき、非均一な、一様ではない電界を軸上に発生させるように整列する、装置。
(項目5)
複数のセルから形成されるアレイであって、各セルは、軸を有する一様ではない電界を発生させ、該一様ではない電界は、該軸に沿って最大の大きさを有し、該複数のセルは、該最大の大きさの各軸が収束するアライメントで共通して配置されるような方向を向く、アレイ。
(項目6)
少なくとも1つのセルは、項目1に記載の装置である、項目5に記載のアレイ。
(項目7)
少なくとも1つのセルは、項目3に記載の装置である、項目5に記載のアレイ。
(項目8)
少なくとも1つのセルは、項目4に記載の装置である、項目5に記載のアレイ。
(項目9)
項目5に記載の少なくとも2つのアレイから構成される装置であって、各アレイは、アレイ軸を有し、前記全ての電界は、該アレイ軸に沿って最大の大きさを有し、第1のアレイのアレイ軸は、第2のアレイのアレイ軸と平行ではない、装置。
(項目10)
前記複数のセルの各々は、第1の電極を有し、該セルの第1の電極は、電気的に互いに接続されている、項目5に記載のアレイ。
(項目11)
前記凸面および凹面は、少なくとも約10,000ボルト/ミリメートルの一様ではない電界を発生させるポテンシャルの差によって帯電する、項目4に記載の装置。
(項目12)
前記第1および第2の電極に接続された時間変動電圧ポテンシャルのソースをさらに含む、項目1に記載の装置。
(項目13)
前記第1および第2の電極に接続された時間変動電圧ポテンシャルのソースをさらに含む、項目3に記載の装置。
(項目14)
前記第1および第2の電極に接続された時間変動電圧ポテンシャルのソースをさらに含む、項目4に記載の装置。
(項目15)
一様ではない電界を発生させるデバイスであって、
球、円錐、放物面、円柱;中空球、中空円錐、中空放物面、および中空円柱の一部のうちの1つである第1の形状を有する第1の電極と、
該第2の電極から間隔を空けた第2の電極であって、球、円錐、放物面、円柱;中空球、中空円錐、中空放物面、および中空円柱の一部のうちの1つである第2の形状を有する第2の電極と
を含み、
該第1および第2の電極は、電圧ポテンシャルによって帯電するときに一様ではない電界を作り出すように整列し、
該第1および第2の電極は、少なくとも約100ナノ−gの重力効果を発生させるために十分な電圧ポテンシャルによって帯電する、デバイス。
電界生成システムならびに方法のいくつかの構成が開示される。詳細に、一様でない電界を生成する実施形態が開示される。
本発明の他の例示的実施形態および利点は、本発明の開示および添付の図面を読むことによって確認され得る。
本発明は、詳細な説明によってさらに記載される。詳細な説明は、本発明のある実施形態の例に限定されない方法による多数の図面の記載の参照に付随する。図面において同様の数字は図面全体にわたって同様の要素を表す。
1.理論の説明
以下は、基礎をなす理論の省略された要旨である。方程式およびそれらの関係は開示される現象の現在の理解を反映する。しかし、当業者はたとえその理論的基礎の完全な理解なくとも本発明を実施し得る。すなわち、本発明を作成し、利用し、かつ実施するために、通常の当業者は、本発明が基礎となる物理理論を理解する必要はない。
以下は、基礎をなす理論の省略された要旨である。方程式およびそれらの関係は開示される現象の現在の理解を反映する。しかし、当業者はたとえその理論的基礎の完全な理解なくとも本発明を実施し得る。すなわち、本発明を作成し、利用し、かつ実施するために、通常の当業者は、本発明が基礎となる物理理論を理解する必要はない。
簡単な用語では、一様でない電界を生じる帯電分配(charge distribution)は引力場のソースとしての機能を果たす。これはまた、時間依存性電磁界に当てはまる。理論上の関係式を以下に述べる。
ねじれ(ねじれはまた、時空の曲率に影響する)と称する幾何学的物体の成分と電磁(EM)界の成分とを関連付ける結合定数を提供するコアとなる関係式は、
(1) R0 μν=−CFμν λ>0に対して Rλ μν=0
ここで、FμνはEM界テンソル、Rλ μν項(一般相対性理論では0にする)はλ=0,...,3,に対するねじれテンソルの成分であり、かつCは(2)によって与えられる結合定数である。
(1) R0 μν=−CFμν λ>0に対して Rλ μν=0
ここで、FμνはEM界テンソル、Rλ μν項(一般相対性理論では0にする)はλ=0,...,3,に対するねじれテンソルの成分であり、かつCは(2)によって与えられる結合定数である。
(2) C=(2G)1/2/c2
ガウシアン系において。ねじれテンソルのRλ μν成分はベクトル(値2)形式であり、ここでλはベクトル指数(時空次元)であり、かつμ、νは微分形式指数である。J.G.Vargas&D.G.TorrのFoundation of Physicsの29のThe Cartan−Einstein Unification with Teleparallelism and Discrepant Measurement of Newton’s Constant G145〜200頁(1999)は本明細書中でその全体を参照する。Gは普遍的重力定数であり、cは光速である。関係式は、付加的、あるいはより正確には、一般相対理論に関するノンゼロねじれの発生から生じる。テレパラレリズム中のそのようなねじれ項は、アインシュタインの有名な方程式の右辺の新しい誘導を可能にする。アインシュタインの有名な方程式は、エネルギーおよびモーメントに空間曲率を関連付ける。新しいアインシュタイン方程式は通常の形式を保持し、
(3) Gμν=−Tμν
ここで項Gμν(テンソル指数を含む)は、RicciテンソルによりRiemannテンソルから導かれるアインシュタイン幾何学テンソルであり、Tμνは一般相対理論からのエネルギーおよびモーメントテンソルであり、一般相対理論は上で参照された付加的ねじれの項を含む。以下の方程式(4)は、重力に対する項を含んだ(3)の幾何学的バージョンが与えられる。方程式(4)は、異なる物理的場を表す他の幾何学量の関数として時空のメトリック曲率を表現したものである。この方程式は、(3)の右辺と比較され、一般相対理論において独立的に付加される
(4) Ωμ ν=(dβμ ν−αμ λ∧βλ ν−βμ λ∧αλ ν)−βμ λ∧βλ ν
ここでGμνは(短縮)Ωμ νの短縮記号、Riemennian Curvatureであり、αμ λは、一般相対論におけるメトリックコネクションである。記号「∧」は外積を表す。βの項は反ねじれである。βの成分はねじれの成分の線形的組合せであり、かつこのようにEM場に関する。すなわちβの項は、Rλ μνの項に表され、かつ従って方程式(1)によって(3)の右辺へのEM寄与を含む。方程式(3)は、(4)の短縮バージョンであるため、Tμνは、(4)の右辺の短縮バージョンであり、かつ従って−βμ λ∧βλ ν項における相対性(電磁エネルギーテンソルを含む)の標準項を含む。Tμνはテレパラレリズムアプローチの結果として付加的な項を含む。方程式(4)は、引力エネルギーが、neutral matterという特別な場合に、dβμ νの項の残留効果であり、つまり電磁放射の残留効果である。dβμ νの項は、電磁場および他の基礎的場の導関数であるが、本発明の実施形態は通常、電磁界に関連する。しかし、その発明は、明細書中で開示された理論の理解なしで作成、利用かつ実施され得る。
ガウシアン系において。ねじれテンソルのRλ μν成分はベクトル(値2)形式であり、ここでλはベクトル指数(時空次元)であり、かつμ、νは微分形式指数である。J.G.Vargas&D.G.TorrのFoundation of Physicsの29のThe Cartan−Einstein Unification with Teleparallelism and Discrepant Measurement of Newton’s Constant G145〜200頁(1999)は本明細書中でその全体を参照する。Gは普遍的重力定数であり、cは光速である。関係式は、付加的、あるいはより正確には、一般相対理論に関するノンゼロねじれの発生から生じる。テレパラレリズム中のそのようなねじれ項は、アインシュタインの有名な方程式の右辺の新しい誘導を可能にする。アインシュタインの有名な方程式は、エネルギーおよびモーメントに空間曲率を関連付ける。新しいアインシュタイン方程式は通常の形式を保持し、
(3) Gμν=−Tμν
ここで項Gμν(テンソル指数を含む)は、RicciテンソルによりRiemannテンソルから導かれるアインシュタイン幾何学テンソルであり、Tμνは一般相対理論からのエネルギーおよびモーメントテンソルであり、一般相対理論は上で参照された付加的ねじれの項を含む。以下の方程式(4)は、重力に対する項を含んだ(3)の幾何学的バージョンが与えられる。方程式(4)は、異なる物理的場を表す他の幾何学量の関数として時空のメトリック曲率を表現したものである。この方程式は、(3)の右辺と比較され、一般相対理論において独立的に付加される
(4) Ωμ ν=(dβμ ν−αμ λ∧βλ ν−βμ λ∧αλ ν)−βμ λ∧βλ ν
ここでGμνは(短縮)Ωμ νの短縮記号、Riemennian Curvatureであり、αμ λは、一般相対論におけるメトリックコネクションである。記号「∧」は外積を表す。βの項は反ねじれである。βの成分はねじれの成分の線形的組合せであり、かつこのようにEM場に関する。すなわちβの項は、Rλ μνの項に表され、かつ従って方程式(1)によって(3)の右辺へのEM寄与を含む。方程式(3)は、(4)の短縮バージョンであるため、Tμνは、(4)の右辺の短縮バージョンであり、かつ従って−βμ λ∧βλ ν項における相対性(電磁エネルギーテンソルを含む)の標準項を含む。Tμνはテレパラレリズムアプローチの結果として付加的な項を含む。方程式(4)は、引力エネルギーが、neutral matterという特別な場合に、dβμ νの項の残留効果であり、つまり電磁放射の残留効果である。dβμ νの項は、電磁場および他の基礎的場の導関数であるが、本発明の実施形態は通常、電磁界に関連する。しかし、その発明は、明細書中で開示された理論の理解なしで作成、利用かつ実施され得る。
この点で、公式(3)と(4)との間に相似性が作り出される。公式(3)と(4)との間の比較は、ねじれ成分Rλ μνの項で方程式(4)の右辺を表現し、かつ各μおよびνに関するTμνに対応する項を集めることによって得られる。方程式(4)は、方程式(3)からのTμνと比較され得るRλ μνの項で表され得る。電気力学理論からのT00と、(4)の末項から生じる短縮形でTμν(ここでμ=ν=0(すなわちT00))とを明白に識別することによって、(1)における定数Cは決定され得る。
方程式(4)の括弧の中の項はアインシュタインの元の方程式に現われなかった。これらの項が、重力効果を考慮する一方で最後の2つのβの項は、他の場の力を考慮する。本発明を理解するために必要とならないので、dβμ ν項のみの考慮で十分である。これは新しい項である。曲率Ωμ νによって述べられた時空のメトリック構造は変化し得る。これは、ねじれの導関数であり、かつEM場の導関数である。
dβμ ν項は引力効果を導く理論的キーである。βの導関数は、ねじれの導関数の線形的組み合わせであるため、方程式(1)は、制御は一様でないおよび/または時間依存電磁界を介して発生することを示す。従って、一様でない電界場は、体で体験する引力(重量)を変化させる。
そのような理論の計算は、ionosphere Idの効果を無視した球状対称の地球の場合に可能である。地球は、約100V/mの放射形対称電界(E)を有する。この電界における一様でない状態は5×105分の1より少ない物体の重量において変化を生じる。地球の電界の強度は相対的に小さく、引力効果が以前に認識してされていないという事実を考慮し得る。また、電界の導関数はE/Rのように変化する。ここでRは、地球の中心からの距離であり、かつEは電界である。Rは、地球の表面では比較的大きい数であり、電界の一様でない規模を大きく低減する。一様でない規模は、R/rのように縮小し、ここでrは任意のサイズの球を表し、E界は、球の表面で一定に保たれる。球が小さければ小さいほど、E場に対する引力場がより大きく生成される。例えば、研究室サイズの帯電球によって生成された電界は、その質量によって生成された場を大きく上回る。
2.実施例
明細書中に示される詳細は、本発明を例示し、本発明の実施形態を図示して、議論するためのみのものであり、本発明の原理を説明し、概念的局面を最も有用かつ容易に理解することができると信じられてることを提供する。これに関して、本発明の基礎的理解のために必要となるよりも詳細に、本発明の構造の詳細を示す試みはなく、本発明のいくつかの形式を実施する方法を当業者に示すために、図面とともに説明がなされる。
明細書中に示される詳細は、本発明を例示し、本発明の実施形態を図示して、議論するためのみのものであり、本発明の原理を説明し、概念的局面を最も有用かつ容易に理解することができると信じられてることを提供する。これに関して、本発明の基礎的理解のために必要となるよりも詳細に、本発明の構造の詳細を示す試みはなく、本発明のいくつかの形式を実施する方法を当業者に示すために、図面とともに説明がなされる。
全ての一様でない電界構成が、十分な引力場を生じるわけではない。本明細書は好ましい電極構成を示し、好ましい電極構成は、十分な引力場を生成することができる一様でない電界を生じる。十分な引力場は、以下のことの少なくとも1つ以上を意味する。
1.質量に著しく影響を与えるために十分に大きい強度を有する引力場
(好ましくはその重量の少なくとも1%以上の力、より好ましくはその重量の10%以上のオーダ、最も好ましくはその重量より大きい)
2.方向性のある引力場
3.制御可能な場、すなわち規模あるいは方向の制御および動的変更を有する機構によって導かれる場。
(好ましくはその重量の少なくとも1%以上の力、より好ましくはその重量の10%以上のオーダ、最も好ましくはその重量より大きい)
2.方向性のある引力場
3.制御可能な場、すなわち規模あるいは方向の制御および動的変更を有する機構によって導かれる場。
4.通信システムの検出可能な特性
一様でない生成(すなわち電界線の発散または集中)は、表面に曲率(例えば、球状、円柱形、楕円形、放物線等)を有する電極システムにより達成され得、表面の曲率の全ては、様々な分類の一様でないキャパシタを構成する。一様でないキャパシタは様々な幾何学の非対称かつ一様でない場を生成するために利用され得る。球状かつ円柱形の対称性は現在好ましい。しかし、他の電極形状は十分な一様でない電界を生成し得る。本明細書中で開示される実施形態は一般的に上述された理論に整合する設計がされる。フィールドコンバータは電磁気学に基づいた十分な引力場を生成するデバイスである。フィールド発生装置に特に関連する電極システムの2つの例は、(i)適切な帯電および寸法の球、および(ii)球状曲率を有する電極である。
一様でない生成(すなわち電界線の発散または集中)は、表面に曲率(例えば、球状、円柱形、楕円形、放物線等)を有する電極システムにより達成され得、表面の曲率の全ては、様々な分類の一様でないキャパシタを構成する。一様でないキャパシタは様々な幾何学の非対称かつ一様でない場を生成するために利用され得る。球状かつ円柱形の対称性は現在好ましい。しかし、他の電極形状は十分な一様でない電界を生成し得る。本明細書中で開示される実施形態は一般的に上述された理論に整合する設計がされる。フィールドコンバータは電磁気学に基づいた十分な引力場を生成するデバイスである。フィールド発生装置に特に関連する電極システムの2つの例は、(i)適切な帯電および寸法の球、および(ii)球状曲率を有する電極である。
(キャパシタパラメータ)
電界を生成するために、電気はある特性を有するキャパシタに送られ得る。キャパシタは好ましくは金属(例えば、アルミニウム、銅、銀、金等)のような導電性材料で構成された2つの電極を有する。その電極は互いに近接し、それらの間に誘電性材料が挿入される得る。その電極はまた、分離媒体として空気あるいは真空を有し得る。その電極システムは、好ましくは低誘電率を有するような絶縁材料の中に囲われる。その絶縁材料の誘電率が低い場合、好ましくは電極間の材料の誘電率は高い。逆に、その絶縁材料の誘電率が高い場合、電極間の材料の誘電率は、好ましくは低い。
電界を生成するために、電気はある特性を有するキャパシタに送られ得る。キャパシタは好ましくは金属(例えば、アルミニウム、銅、銀、金等)のような導電性材料で構成された2つの電極を有する。その電極は互いに近接し、それらの間に誘電性材料が挿入される得る。その電極はまた、分離媒体として空気あるいは真空を有し得る。その電極システムは、好ましくは低誘電率を有するような絶縁材料の中に囲われる。その絶縁材料の誘電率が低い場合、好ましくは電極間の材料の誘電率は高い。逆に、その絶縁材料の誘電率が高い場合、電極間の材料の誘電率は、好ましくは低い。
電極の形状、電極の分離距離、分離させる誘電性材料、印加される電圧、電界ならびに電極の相対位置は生成される電界の強度および幾何学形状に影響を与えるパラメータである。
1.電極表面の形状およびサイズ
電極の可能な形状は平面、球状、球状の一部(半球のような)、円柱形、線形、円錐、放物線、あるいは他の形状を含む。球状の一部が用いられた場合、電界形状および強度に影響を与える1つのパラメータは曲率半径である。いくつかの電極形状は定量化された曲率に受け入れられやすい。電極は薄く、平面のようで、かつ一般的に2次元であり得、あるいは3次元固体であり得る。例えば、コーン形状電極は内部に中空を有しあるいは固体であり得る。対の各電極(セルを形成する電極)は同じあるいは異なる形状およびサイズを有し得る。一般的に、異なる形状を有する一対の電極はより一様でない電界を生成する。
電極の可能な形状は平面、球状、球状の一部(半球のような)、円柱形、線形、円錐、放物線、あるいは他の形状を含む。球状の一部が用いられた場合、電界形状および強度に影響を与える1つのパラメータは曲率半径である。いくつかの電極形状は定量化された曲率に受け入れられやすい。電極は薄く、平面のようで、かつ一般的に2次元であり得、あるいは3次元固体であり得る。例えば、コーン形状電極は内部に中空を有しあるいは固体であり得る。対の各電極(セルを形成する電極)は同じあるいは異なる形状およびサイズを有し得る。一般的に、異なる形状を有する一対の電極はより一様でない電界を生成する。
2.電極の分離
好ましくは、電界強度は、アーク放電または誘電体崩壊が生じる値の真上まで電極間の分離を低減させることによって値が増す。しかし、電極分離は誘電体崩壊が生ずるより大きい値を有し得る。2つの電極間距離は統一され、あるいは電極の表面全体を変化され得る。
好ましくは、電界強度は、アーク放電または誘電体崩壊が生じる値の真上まで電極間の分離を低減させることによって値が増す。しかし、電極分離は誘電体崩壊が生ずるより大きい値を有し得る。2つの電極間距離は統一され、あるいは電極の表面全体を変化され得る。
3.誘電体
電極間の誘電体は、アーク放電が生じ、結果としてより大きな電界になる電圧上限を増加させるように選択され得る。キャパシタにおけるエネルギー密度の増加もまた利用され得る。さらに、誘電体は、図1に示されたタイプの単一のセルにおいてより多い電極で挟み込むことに役に立ち得る(例えば、シングルセル構成を2つの電極から複数の電極システムに変更する)。誘電体はオイル、TEFLON(R)、磁器、ポリマ(ポリエチレンのような)、セラミック、マイカ、MYLAR(R)、ガラス、プラスチック、酸化金属(酸化アルミニウムのような)、チタン酸金属(チタン酸バリウムチタネートのような)、蒸留水、空気または他の混合ガスあるいは純粋なガスであり得る。本発明の実施形態について議論するために、真空はまた、誘電性材料を構成し得る。用いられた特定の誘電体は、これらの例に限定されない。
電極間の誘電体は、アーク放電が生じ、結果としてより大きな電界になる電圧上限を増加させるように選択され得る。キャパシタにおけるエネルギー密度の増加もまた利用され得る。さらに、誘電体は、図1に示されたタイプの単一のセルにおいてより多い電極で挟み込むことに役に立ち得る(例えば、シングルセル構成を2つの電極から複数の電極システムに変更する)。誘電体はオイル、TEFLON(R)、磁器、ポリマ(ポリエチレンのような)、セラミック、マイカ、MYLAR(R)、ガラス、プラスチック、酸化金属(酸化アルミニウムのような)、チタン酸金属(チタン酸バリウムチタネートのような)、蒸留水、空気または他の混合ガスあるいは純粋なガスであり得る。本発明の実施形態について議論するために、真空はまた、誘電性材料を構成し得る。用いられた特定の誘電体は、これらの例に限定されない。
代替として、あるいは付加的に、2つ以上の異なるタイプの誘電体は、単一のキャパシタセルで利用され得る。そのような誘電体の構成は、誘導される電界の不均一性に貢献する。好ましくは、誘電体は、同様の誘電体崩壊特性を有する。しかし、任意の2つの誘電体が利用され得る。非限定的例を介して、半分空気で半分ガラスである対の誘電体が利用され得る。好ましくは、高誘電率(無次元量)を有する材料はソース領域(電極間の領域)で利用され、かつ、低誘電率を有する材料は他の場所で利用される。すなわち、好ましくは、ソース領域は、電界を最大にする材料を含むが、電界を最小にすることができる材料は他の場所で利用されるべきである。これを達成するために、ソース領域は、他の場所の材料の誘電率より規模が最大4オーダ大きい誘電率を有する材料を含む。(例えば、ソース領域材料は、10,000の誘電率を有し、他の材料は、1の誘電率を有する)
誘電性材料は、いくつかの業者から入手可能である。約9の誘電率を有するKYNAR(R)(PVDF)はMcMaster−Carr Supply Co.から入手可能である。数千の誘電率を有するチタン酸バリウムはChannel Industries,Inc.から入手可能である。
誘電性材料は、いくつかの業者から入手可能である。約9の誘電率を有するKYNAR(R)(PVDF)はMcMaster−Carr Supply Co.から入手可能である。数千の誘電率を有するチタン酸バリウムはChannel Industries,Inc.から入手可能である。
4.印加される電圧
引力場の強度は、電極間に印加される電圧の変化によって外部から制御され得る。好ましくは、電圧は、アーク放電あるいは誘電体崩壊が起こる真下の値を得る。コの閾値以下の電圧がまた利用され得る。特定の電圧は、少なくとも部分的に誘電体の特性またはその不足、電極観の距離およびそれらの幾何学的構成、ならびに以下でさらに議論される所望の電界に依存する。本明細書中で議論される実施形態は、限定されない例として0.001、0.01、0.1、1、10、100、1,000、10,000、25,000、50,000、75,000、100,000、250,000、500,000、750,000ならびに1000,000Vの電圧値を受け得る。電圧極性はまた、引力場の方向に影響を与える。
引力場の強度は、電極間に印加される電圧の変化によって外部から制御され得る。好ましくは、電圧は、アーク放電あるいは誘電体崩壊が起こる真下の値を得る。コの閾値以下の電圧がまた利用され得る。特定の電圧は、少なくとも部分的に誘電体の特性またはその不足、電極観の距離およびそれらの幾何学的構成、ならびに以下でさらに議論される所望の電界に依存する。本明細書中で議論される実施形態は、限定されない例として0.001、0.01、0.1、1、10、100、1,000、10,000、25,000、50,000、75,000、100,000、250,000、500,000、750,000ならびに1000,000Vの電圧値を受け得る。電圧極性はまた、引力場の方向に影響を与える。
5.電極の向き
電極の相対位置およびの向きはまた、キャパシタ構成の要因である。生成された電界に影響を与える1つのパラメータは、電極間の総体積である。電極は一般的に並行であり得、互いに歪み得る。
電極の相対位置およびの向きはまた、キャパシタ構成の要因である。生成された電界に影響を与える1つのパラメータは、電極間の総体積である。電極は一般的に並行であり得、互いに歪み得る。
6.遮蔽
電気的遮蔽は、一対の電極の一方を他方の電極に電気的に接続された導電性部材に入れることによって達成される。シールドケーシングがグランドされた場合、正あるいは負の電圧が遮蔽された中央電極に印加されることによりシステムの安全性を改善し、かつ電磁気放出を低減し得る。単一のセルの実施形態の全てはそのような遮蔽を有するように構成され得る。以下でさらに議論されるアレイの実施形態は、各セル用の分離シールド、あるいは全てのセル用の単一のシールドを用いる。遮蔽は、効果的にファラデ(Faraday)ケージを提供する。ファラデケージは、誘導された引力場がセルの外に遮蔽を超えて投射することを可能にしつつ、相当量の電磁気放射線がキャパシタから発散することを妨げる。
電気的遮蔽は、一対の電極の一方を他方の電極に電気的に接続された導電性部材に入れることによって達成される。シールドケーシングがグランドされた場合、正あるいは負の電圧が遮蔽された中央電極に印加されることによりシステムの安全性を改善し、かつ電磁気放出を低減し得る。単一のセルの実施形態の全てはそのような遮蔽を有するように構成され得る。以下でさらに議論されるアレイの実施形態は、各セル用の分離シールド、あるいは全てのセル用の単一のシールドを用いる。遮蔽は、効果的にファラデ(Faraday)ケージを提供する。ファラデケージは、誘導された引力場がセルの外に遮蔽を超えて投射することを可能にしつつ、相当量の電磁気放射線がキャパシタから発散することを妨げる。
電気遮蔽はまた、イオン風の引力場効果との干渉を実質的に妨げる。イオン風により、2つの曝された電極間に大きな電位差が存在するという状況が発生し得る。この状況では、帯電粒子(例えば、電子またはイオン化エアー分子)が2つの電極間に流れ、それにより、慣性力を発生させることが可能である。一方の帯電した電極をグランドにつながれている他方の電極内部で囲むことによって、イオン風の効果は、実質的に排除される。このことは、発生する力が、まさに発生する引力場の結果であることを保証する。非導電性のバリアは、イオン風を妨げることに役立たない。
7.電界強度
電界は、単位長さ当たりの電位差を計測したものである。本発明の目的では、電界は、ボルト/ミリメートル(V/mm)で計測される。20,000ボルトのソースに接続された2ミリメートルの電極間の分離距離を有する電極対は、電極間に10,000V/mmの電界を有する。同様に、10ボルトの電位差が1ミクロメートルの分離間隔を有する電極対はまた、10,000V/mmの電界を有する。所与の電極対の電界は、電極間の分離および電気ソースによって供給される電圧の関数である。
7.電界強度
電界は、単位長さ当たりの電位差を計測したものである。本発明の目的では、電界は、ボルト/ミリメートル(V/mm)で計測される。20,000ボルトのソースに接続された2ミリメートルの電極間の分離距離を有する電極対は、電極間に10,000V/mmの電界を有する。同様に、10ボルトの電位差が1ミクロメートルの分離間隔を有する電極対はまた、10,000V/mmの電界を有する。所与の電極対の電界は、電極間の分離および電気ソースによって供給される電圧の関数である。
一旦セルまたはアレイのサイズおよび幾何学的構成が選択されると、電圧が選択され、好ましい電界を達成する。ナノメートルのオーダーの寸法を有するセルについては、電圧は、通常、10ミリボルトのオーダーである。ミクロンメートルのオーダーの寸法を有するセルについては、電圧は、通常、10ボルトのオーダーである。好ましくは、本明細書中に開示される実施形態は、10〜100,000V/mmの電界を有する。より好ましくは、開示される実施形態は、約10,000V/mmの電界を有する。他の好ましいリニアチャージ密度は、2500V/mm、5000V/mm、7500V/mm、25,000V/mm、50,000V/mm、75,000V/mm、100,000V/mm、および最大200,000V/mmを含む。
8.製造
本明細書中に開示される多くの実施形態に対して、標準的な製造技術が用いられ得る。例えば、いくらかのキャパシタが、標準的または特別の形状、好ましくはファイバガラスのプリント回路基板上に構築され得る。プリント回路基板の実施形態の電極は、基板上を覆う(cladding)金属から形成される。幅がより厚いまたはより薄い特別の回路基板がまた、利用され得る。さらに、プリント回路基板および他の実施形態における電極を製造するために、ミクロ機械加工が利用され得る。さらに、より小型のセルおよびアレイでは、公知の薄膜堆積技術が利用され得る。これらの技術を利用して、導電材料、絶縁材料、および他の誘電体材料の全てが形成され得る。代替的に、あるいは追加として、適切なマスキングおよびケミカルウォッシュを利用するX線エッチングを利用し、所望の特性を有する電極および絶縁体を製造し得る。集積回路を製造するいくつかの公知の技術を用いて、本明細書中に開示されるより小型の実施形態を構築し得る。ナノテクノロジーが成熟するにつれて、さらに他の製造技術が公知になり、かつ利用され得る。
(帯電球)
帯電球の電界は、放射状であり、従って、球状に対称性である。この球状の対称性は、次に球状の対称性を有する引力場を生成する。帯電球の電界Eは、1/r2に比例して減少し、ここで、rは、球の中心からの距離である。電界の導関数は、E/rにつれて縮尺され、ここで、rは、球の中心からの距離である。電荷の符号に応じて、帯電球は、質量物体を球の中心に向かうか、または球の中心から離れるように引き付けるか、または引き離すように作用する引力を発生する。このようなジェネレータの1つの用途は、引力効果およびその原理を生成し、計測し、かつ説明するデバイスとして利用されることである。他の用途は、質量物体に力を印加するために便利な任意の用途、および通信を含み得る。(球状に湾曲した電極を有するキャパシタ)
図1aは、不均一電界のソースとして作用する、曲率半径がそれぞれR1およびR2の2つの球状に湾曲した電極110、120を含むキャパシタ100を示す。各曲率半径は、電極がその一部分となる(想像上の)球の中心115から始まり、電極で終わる。電極は、同心球の一部分を形成する(すなわち、2つの球の中心は、一致する)。もしくは、電極が一部分を形成する球の中心は、間隔を空けて離れていてもよい。1つのみの電極対のシステムに関するある特定の用途では、電極の外側の半径R2は、少なくとも5メートルの大きさを有して可能な限り大きいことが必要とされ得る。内径R1の寸法は、R2の内径とほぼ同じであってもよし、ずっと小さくてもよい。他の用途では、R1およびR2は、デカメートルから数十ミクロンまでの範囲で同様であり、常に
8.製造
本明細書中に開示される多くの実施形態に対して、標準的な製造技術が用いられ得る。例えば、いくらかのキャパシタが、標準的または特別の形状、好ましくはファイバガラスのプリント回路基板上に構築され得る。プリント回路基板の実施形態の電極は、基板上を覆う(cladding)金属から形成される。幅がより厚いまたはより薄い特別の回路基板がまた、利用され得る。さらに、プリント回路基板および他の実施形態における電極を製造するために、ミクロ機械加工が利用され得る。さらに、より小型のセルおよびアレイでは、公知の薄膜堆積技術が利用され得る。これらの技術を利用して、導電材料、絶縁材料、および他の誘電体材料の全てが形成され得る。代替的に、あるいは追加として、適切なマスキングおよびケミカルウォッシュを利用するX線エッチングを利用し、所望の特性を有する電極および絶縁体を製造し得る。集積回路を製造するいくつかの公知の技術を用いて、本明細書中に開示されるより小型の実施形態を構築し得る。ナノテクノロジーが成熟するにつれて、さらに他の製造技術が公知になり、かつ利用され得る。
(帯電球)
帯電球の電界は、放射状であり、従って、球状に対称性である。この球状の対称性は、次に球状の対称性を有する引力場を生成する。帯電球の電界Eは、1/r2に比例して減少し、ここで、rは、球の中心からの距離である。電界の導関数は、E/rにつれて縮尺され、ここで、rは、球の中心からの距離である。電荷の符号に応じて、帯電球は、質量物体を球の中心に向かうか、または球の中心から離れるように引き付けるか、または引き離すように作用する引力を発生する。このようなジェネレータの1つの用途は、引力効果およびその原理を生成し、計測し、かつ説明するデバイスとして利用されることである。他の用途は、質量物体に力を印加するために便利な任意の用途、および通信を含み得る。(球状に湾曲した電極を有するキャパシタ)
図1aは、不均一電界のソースとして作用する、曲率半径がそれぞれR1およびR2の2つの球状に湾曲した電極110、120を含むキャパシタ100を示す。各曲率半径は、電極がその一部分となる(想像上の)球の中心115から始まり、電極で終わる。電極は、同心球の一部分を形成する(すなわち、2つの球の中心は、一致する)。もしくは、電極が一部分を形成する球の中心は、間隔を空けて離れていてもよい。1つのみの電極対のシステムに関するある特定の用途では、電極の外側の半径R2は、少なくとも5メートルの大きさを有して可能な限り大きいことが必要とされ得る。内径R1の寸法は、R2の内径とほぼ同じであってもよし、ずっと小さくてもよい。他の用途では、R1およびR2は、デカメートルから数十ミクロンまでの範囲で同様であり、常に
電極を前面から見た図は、円形または矩形、あるいは球状の湾曲に適応し得る任意の形状であってもよい。電極がおおよそ球面を有する場合、用途および曲率半径に応じて、直径数メートル、直径数センチメートルまたはミリメートルであり、かつ最も通常の場合は、直径数十ミクロンであることが必要とされ得る。いくつかの実施形態では、電極は、直径数ナノメートルであってもよい。電極の前面が、正方形、矩形、または他の多角形である場合、電極は同様に、曲率半径および用途の少なくとも一部に依存して、数メートルの範囲の側面寸法を有していてもよいし、または数ミリメートルおよび最も通常の場合は数十ミクロンを有していてもよい。電極の前面の表面積は、部分的に半径に依存するが、特定の用途には依存して、数十平方メートル、または数平方ミリメートル、および最も通常の場合は数千平方ミクロンである必要があり得る。いくつかの実施形態では、電極前面の表面積は、数十平方ミクロンよりも小さくてもよい。
大部分の電界の方向は、放射状であり、そのソースは、通常、2つの電極の周を囲む面によって規定される領域140内に含まれる。本明細書中に開示されるセルは、全ての方向に引力場を放射し、この場は、電極の構成およびソース領域の高誘電率材料の利用によって特定の方向(単数または複数)に集中され得る。本明細書中で利用されるように、フレーズ「場(field)」または同様のフレーズは、高密度を有する場の方向性部分(directional portion)を参照する。出現する場は、球系の全方向性放射場の一部分である。この構成と球の構成とのリンクのために、引力場ソース領域140は、電界とおおまかに同一の対称性を示す。引力場は、一般的に材料の境界によって減弱されないので、場は、ソース領域140から離れるように伝達し、ソース領域のもともとの方向性の印を維持する。この電極の構成は、「円錐セル」と呼ばれるべきものである。
2つの電極間の間隔130は、好ましくは、1メートルよりも短く(しかし、より長くてもよい)、より好ましくは、1ミリメートルより短くてもよく、最も好ましくは、数十ミクロンよりも短くてもよい。いくつかの実施形態では、電極間の間隔130は、数十ナノメートルよりも短い。電極間に印加される電圧範囲は、利用される誘電体の少なくとも一部分に依存する。電圧範囲は、好ましくは、1ミリボルト〜1万ボルトであり、より好ましくは、100ボルト〜1,000,000ボルトであり、いくつかの潜在的な用途では、好ましくは最大1億ボルトである。好ましくは、電圧は、特定のセルサイズおよび幾何学的構成については、電界強度が0〜100,000V/mmとなるように選択される。より好ましくは、特定のセル構成の電圧は、電界強度が約10,000V/mmになるように選択される。非限定的な例によると、10ナノメートルの電極間隔は、0.1Vの電位が10,000V/mmの電界強度を達成することを必要とし得る。
E場の導関数は、E/rにつれて縮尺し、ここでrは、おおよそ電極の半径になり、そのため、電界の強度は、rが減少するにつれて増加し、すなわち、より大きな湾曲は、より大きな引力場をもたらす。言い換えると、より小さな曲率半径は、より大きな引力場をもたらす。
もしくは、より小さな電極が曲率半径rの始点の近くに位置する場合、rについての電界の導関数は、rの値が小さいために、電極の表面の近傍で著しく増加する。
形成されるセルの体積は、結果として生じる引力場の全強度を表わす際に重要なファクタとなり得る。引力場は、内部電極を曲率半径の始点の近くに位置付け、キャパシタの寸法を増加させることを暗示する。
場が外側へ、または内側へ向かう向きのどちらであるかどうかに関わらず、曲率半径の始点は、電極間に印加される電位差の極性に依存する。
図1bは、中央電極160のまわりのシールディング150を有する円錐セルを示す。シールディング150は、電極170の一部に電気的に接続され、かつこれを形成する。電極170は、図1aの電極110に対応し、電極160は、電極120に対応する。すなわち、図1bの「内部」または中央電極は、図1aの「外部」電極に対応する。図1aにおけるように、
図1aおよび図1bに示されるセルの製造は、様々な公知の技術によって達成され得る。より大きなセルについては、標準的な整合記述が利用され得る。代替または追加として、セルは、既存のコンポーネントを用いて構築され得る。より小さな実施形態では、マイクロマシニング、薄膜、蒸着または他の集積回路製造技術が用いられてもよい。
(円柱セル)
図2aおよび図2bは、縦軸方向および断面が見える円柱セルを示す。後で説明する誘導される引力場は矢印を用いる。この電極構成「パイプ構成」は、これが2つの円柱電極を備えているという点において、同軸ケーブルに似ている。これらは、2つのパイプであり得る。より小さい直径の内部電極220を囲むより大きな直径の外部電極210である。もしくは、内部電極220は、図2aに示される対称の外部パイプ210の中央軸まで走る固体ワイヤであり得る。いくつかの用途では、外部電極210の半径は、数メートルである必要があり得る。他の用途は、好ましくは数センチメートルまたはミリメートル、および最も通常は数十ミクロンよりも小さいより小さな半径である必要がある。いくつかの実施形態では、外部電極210の半径は、数十ナノメートルよりも小さい。内部電極220は、外部電極210よりも小さい半径を有していなければならず、数メートル〜数十ミクロン、または数十ナノメートルよりも小さい範囲になる。内部電極220に小さい半径を有するワイヤを用いることにより、結果として、曲率半径rの値が小さいために、ワイヤの近傍の電界の導関数の値が大きくなる。理想的には、ワイヤの半径は、25ミクロン程度まで小さくされ得る。ワイヤの半径は、より小さくてもよいし(例えば、数十ナノメートル)、より大きくてもよい。このような構成の長さは、好ましくは、数ミリメートル〜数十メートルの範囲にある。この長さは、特定の用途によってのみ制限され、より長くてもよい。電圧は、パイプの端の外部電極210と内部電極220との間に印加される。電圧の大きさは、図1aについて上述されたものと同様である。好ましくは、電界強度は、約10,000V/mmである。より好ましくは、電界強度は、0〜100,000V/mmである。電界および引力場の方向は、円柱から放射状に広がり、それにより、3次元の球の場合の計算のために利用されるものと同様の対称条件を2次元で満足する。
(円柱セル)
図2aおよび図2bは、縦軸方向および断面が見える円柱セルを示す。後で説明する誘導される引力場は矢印を用いる。この電極構成「パイプ構成」は、これが2つの円柱電極を備えているという点において、同軸ケーブルに似ている。これらは、2つのパイプであり得る。より小さい直径の内部電極220を囲むより大きな直径の外部電極210である。もしくは、内部電極220は、図2aに示される対称の外部パイプ210の中央軸まで走る固体ワイヤであり得る。いくつかの用途では、外部電極210の半径は、数メートルである必要があり得る。他の用途は、好ましくは数センチメートルまたはミリメートル、および最も通常は数十ミクロンよりも小さいより小さな半径である必要がある。いくつかの実施形態では、外部電極210の半径は、数十ナノメートルよりも小さい。内部電極220は、外部電極210よりも小さい半径を有していなければならず、数メートル〜数十ミクロン、または数十ナノメートルよりも小さい範囲になる。内部電極220に小さい半径を有するワイヤを用いることにより、結果として、曲率半径rの値が小さいために、ワイヤの近傍の電界の導関数の値が大きくなる。理想的には、ワイヤの半径は、25ミクロン程度まで小さくされ得る。ワイヤの半径は、より小さくてもよいし(例えば、数十ナノメートル)、より大きくてもよい。このような構成の長さは、好ましくは、数ミリメートル〜数十メートルの範囲にある。この長さは、特定の用途によってのみ制限され、より長くてもよい。電圧は、パイプの端の外部電極210と内部電極220との間に印加される。電圧の大きさは、図1aについて上述されたものと同様である。好ましくは、電界強度は、約10,000V/mmである。より好ましくは、電界強度は、0〜100,000V/mmである。電界および引力場の方向は、円柱から放射状に広がり、それにより、3次元の球の場合の計算のために利用されるものと同様の対称条件を2次元で満足する。
パイプ/ワイヤアプローチのいくつかの利点は、
1.内部電極220は、外部電極210によって電気的に完全に遮蔽されるという事実は、以下のアレイについての議論に関連して、他の電位面と静電結合の可能性を実質的に排除する。
1.内部電極220は、外部電極210によって電気的に完全に遮蔽されるという事実は、以下のアレイについての議論に関連して、他の電位面と静電結合の可能性を実質的に排除する。
2.さらに、これらの電極は、高電圧が遮蔽された電極220に印加され得るという点で、比較的安全である。
1つの誘電体または複数の誘電体が、パイプ構成内に利用され得る。図2aは、1つの誘電体230を有する構成を示す。結果として生じる引力場に非対称性を生成する誘電体が導入される場合、さらなる多様性が得られる。図2bに示される実施形態では、2つの異なる誘電体240、250が、単一の円柱セルで利用される。1つのセル内の2つ以上のタイプの誘電体材料の適切な導入が、選択された方向に引力場を減少させるか、または増加させるために利用され得、場の方向および制御の基礎を提供する。高誘電率を有する材料250は、出現する場を最大化し、一方、低誘電率を有する材料240は、その場を最小化する。この誘電体の形状は、図2bに示されるものに制限されない。円柱の断面に見られる誘電体によって形成される、頂点の内部電極で計測された角度は、180度以下、より好ましくは数十度以下、および、最も好ましくは数度以下の範囲であってもよい。生じた引力場は、高誘電率を有する材料によって定義された角度内に集中する。図2bに示されたセルの寸法、電圧およびリニアチャージ密度は、図2aに関して上記されたものに対応する。
図2aおよび図2bの実施形態は、様々な方法で構成されてもよい。より大きな実施形態として、既製のチューブが用いられてもよい。より大きな実施形態では、既製の材料が用いられ得る。電極および誘電体材料の両方がこのような構成に対して修正可能である。標準的な押し出し成型された部品、型打ちされた部品、または機械成型された部品が、代わりとして、または追加として用いられてもよい。より小さな実施形態では、マイクロマシニング、薄膜、蒸着または他の集積回路製造技術が用いられてもよい。
パイプアレイの組み立てによって、より強力な引力場の構成が形成され得ることが以下でさらに説明される。
図2aで示される構成は、本明細書中で説明される理論を試験するために用いられた。詳細には、パイプセルは、以下のパラメータに従って製造された。内部電極は、直径1mmを有した。プラスチックの誘電体材料は、直径6mmの外径、および内部電極をぴったりと保持するチャネルを有した。誘電体材料は、約3の誘電率を有した。組み立てられたパイプセルは、約2フィートの長さであった。アルミニウムホイルは、内径が6mmのチューブ内に形成され、外部電極として用いられた。30,000ボルト電源は、約10,000V/mmの電界強度を生成するパイプセルに接続された。Honeywell
QA1400加速度計は、パイプセルと電気的に絶縁されて、銅パイプファラデーケージに遮蔽された。この加速度計の開口部は、パイプ中心近くに配置された。この実験により、S/N比が5と10との間の信号によって、約120ナノ−gの測定値となった。
QA1400加速度計は、パイプセルと電気的に絶縁されて、銅パイプファラデーケージに遮蔽された。この加速度計の開口部は、パイプ中心近くに配置された。この実験により、S/N比が5と10との間の信号によって、約120ナノ−gの測定値となった。
(円錐セルアレイ)
図3は、「Torrアレイ」と呼ばれる概念的なレイアウトを示す。矢印は、誘導された引力場を示す。この図は、格子構成の電極対セルの概略的な構図を示す。各セルは、所望の特性を有する引力場を生成する。図3に示されるセルの配置および数は、例として1つである。このようなアレイにおけるセルの他の配置および量も可能である。理想的には、格子構成で、各セル電極システムの曲率半径および面積は、最小化されるべきであるが、他の構成が可能である。セルサイズを減らすことによるセル毎の領域損失は、さらなるセルを加えることによって埋め合わせされる。図3の断面で描かれた配置は、円錐セルアレイに制限されない。円柱および円錐ミラーセル(以下で説明される)を含む他のセル(これらに制限されない)が用いられてもよい。
図3は、「Torrアレイ」と呼ばれる概念的なレイアウトを示す。矢印は、誘導された引力場を示す。この図は、格子構成の電極対セルの概略的な構図を示す。各セルは、所望の特性を有する引力場を生成する。図3に示されるセルの配置および数は、例として1つである。このようなアレイにおけるセルの他の配置および量も可能である。理想的には、格子構成で、各セル電極システムの曲率半径および面積は、最小化されるべきであるが、他の構成が可能である。セルサイズを減らすことによるセル毎の領域損失は、さらなるセルを加えることによって埋め合わせされる。図3の断面で描かれた配置は、円錐セルアレイに制限されない。円柱および円錐ミラーセル(以下で説明される)を含む他のセル(これらに制限されない)が用いられてもよい。
上位レベルで用いられた円錐セル300のサイズは、好ましくは、ほぼ数十ミクロン〜数センチメートル程度である。図3に示されるように、好ましくは、下位レベルは、上位レベルに入ったセルよりも小さな寸法のセル300が入る。様々なセルサイズが特定の用途に応じて、または、ある所望のビーム特性(例えば、粒がより細かい)を作るように用いられ得る。
セル300間の分離は、数ナノメートル〜数メートルで変化し得る。いくつかの実施形態では、外部のセル外被310が触れていてもよいし、隣接セルが外被を共有していてもよい。相互セル間の距離は、好ましくは、1センチメートルより小さく、より好ましくは、1ミリメートルより小さく、最も好ましくは、数十ミクロンより小さい。
各電極を小さくすることによって(例えば、本明細書中に記載された範囲の下限近く)、実際の表面は、曲率を失うことなく、平坦電極システムを近似する。このような構成は、エッジ効果を減少させる(そうではない場合、偽の電界を誘導し得る)だけではなく、ビーム状の特性を有する引力場を生成する。ハウジングおよび格子支持材料は、あるセルと別のセルとを電気的に絶縁するように設計された絶縁体であり得、電極と接続ワイヤとのクロスカプリングを無くす、または減らし、引力場の方向性を提供し得る。セルは、それぞれに、グループで、または全体で活性化され得る。アレイには、このようなセルが好ましくは10億個、より好ましくは1012個、最も好ましくは1015個存在する。いくつかの実施形態では、1,000個以上のセルで十分である。
ある1つの実施形態では、ハウジングおよび格子支持は、電気的に導電性があってもよい。この実施形態は、図1bで示されたセル等の遮蔽円錐セルの実施に適している。遮蔽を実施する他のセルタイプは、電気的に導電性があるハウジングおよび格子支持を有するアレイで用いられ得る。遮蔽されたセルの実施形態では、ハウジングは通常シールドの一部を形成し、電気的にシールドに接続される。
電圧、寸法、幾何学的構成、およびリニアチャージ密度は、図1aおよび1bの単一の円錐セルに関して上記されたものに対応している。
図3の実施形態は、様々な方法で構成され得る。より大きな実施形態では、既製の材料が用いられ得る。電極および誘電体材料の両方がこのような構成に対して修正可能である。標準的な押し出し成型された部品、型打ちされた部品、または機械成型された部品が、代わりとして、または追加として用いられてもよい。より小さな実施形態では、マイクロマシニング、薄膜、蒸着または他の集積回路製造技術が用いられてもよい。
(重力レンズ)
図4は、重力レンズの概略図であり、矢印を用いて引力場を図示する。重力エネルギーは、特定の位置410で構成され得る。構造中の各層430、440に対して湾曲部を有してセル420の格子構造を形成することによって、重力エネルギーが集中され得る。図4は、二つの別々の層430、440を示す。各層は、曲面に沿って配置された別々のセル420のアレイを有する。この曲面は、球または放物面の一部であってもよい。別の実施形態によると、層430、440は、層間に間隔を空けることなく直接重ねられる。1〜数十の層が存在してもよい。様々なタイプのアレイ面の曲部が様々な用途のニーズに適応する。
図4は、重力レンズの概略図であり、矢印を用いて引力場を図示する。重力エネルギーは、特定の位置410で構成され得る。構造中の各層430、440に対して湾曲部を有してセル420の格子構造を形成することによって、重力エネルギーが集中され得る。図4は、二つの別々の層430、440を示す。各層は、曲面に沿って配置された別々のセル420のアレイを有する。この曲面は、球または放物面の一部であってもよい。別の実施形態によると、層430、440は、層間に間隔を空けることなく直接重ねられる。1〜数十の層が存在してもよい。様々なタイプのアレイ面の曲部が様々な用途のニーズに適応する。
図4は、点410に引力場を集中させるように設計された球状の曲部を示す。この引力場のラインは、頂点が点410である円錐パターンに従う。各層430、440は、2つの仮想の同心円の球のうちの1つの一部を含み、それらの球の相互の中心は、点410である。代わりの実施形態によると、重力レンズの集中位置は、線分、線、領域、または空間の他の幾何学部分であってもよい。本発明者らは、この位置をプログラム可能にする手段を以下で説明する。所与の集中位置を達成する重力レンズの幾何形状を選択する際に、従来のガラスレンズで光を焦点位置に実現する解析とこの解析は類似している。
特定のセルパラメータ(例えば、電圧、幾何形状構成、寸法、スペーシング、リニアチャージ密度)は、本明細書中において、特定のセルタイプを詳説しているセクションのいずれかにおいて説明されている。セル420は、以下で説明される円錐セル、円柱セル、または開示された実施形態に従う任意の他のセルタイプを含んでもよい。
(円柱セルアレイ)
図5は、3次元パイプアレイを切って2次元にした図を示す。これは、二つの誘電体510、520が、生じた引力場(矢印で示される)を特定の構成にするように挿入され得る方法の一例である。この構造、Vargasアレイは、平行なパイプを組み立てたもの、金属ブロックに空けられた穴、またはパイプの他の配置であってもよい。特定の用途に対して、このようなセルは1個だけで十分であり得るが、いくつかの実施形態では、少なくとも10万個を必要とし、大部分の用途では、最も好ましくは、1億以上であり得る。有利な特徴は、内部電極を除いて、任意の接続ワイヤがアレイ自体に存在しないことである。さらに、任意の外部電極間にポテンシャル(すなわち、電圧)差がないため、電極の内部カプリングがなくなる。
図5は、3次元パイプアレイを切って2次元にした図を示す。これは、二つの誘電体510、520が、生じた引力場(矢印で示される)を特定の構成にするように挿入され得る方法の一例である。この構造、Vargasアレイは、平行なパイプを組み立てたもの、金属ブロックに空けられた穴、またはパイプの他の配置であってもよい。特定の用途に対して、このようなセルは1個だけで十分であり得るが、いくつかの実施形態では、少なくとも10万個を必要とし、大部分の用途では、最も好ましくは、1億以上であり得る。有利な特徴は、内部電極を除いて、任意の接続ワイヤがアレイ自体に存在しないことである。さらに、任意の外部電極間にポテンシャル(すなわち、電圧)差がないため、電極の内部カプリングがなくなる。
それぞれの円柱セルの寸法、リニアチャージ密度、および適用可能な電圧は、図2aおよび図2bのそれぞれのセルを参照して、上記される。セル間の距離は、セルの寸法に少なくとも一部依存するが、好ましくは、数十メートルより小さく、より好ましくは数ミリメートルよりも小さく、最も好ましくは数十ミクロンよりも小さい。いくつかの実施形態では、セル間の距離は、数十ナノメートルよりも小さくてもよく、セルが触れていてもよい。
単独のセルが発生した重力ビームは、対称面の外部に角度ゼロで広がる。しかし、対称面の角度の広がりは、誘電体なしで360度である。パイプのアレイが発生した場の角度の広がりは、アレイの誘電率およびアレイの構造を選択することによって減少され得ることにより、所望ではないベクトルがキャンセルされる。
図6は、多方向エンジン(ここでは、「Vargasエンジン」と呼ぶ)の役目を果たす構成で組み立てられ得る方法を示す。立方体アレイの側面に垂直な6つの方向のうちのいずれか1つの方向で力を発生するように、サブアレイが活性化される。(図6では、6つの側面のうちの4つが示されている。)この力は、各側面から離れる方向を向いていてもよいし、各側面の内側を向いていてもよい。示された方向のうちのいずれか1つの場に対する広がる角度は、技術的には180度であるが、上記のように角度が小さくなってもよい。印加可能な電圧、リニアチャージ密度、セル間距離、および全体的な寸法は、図2a、2bおよび5を参照して上記されている。
(円柱ミラーセル−パイプセルおよび円錐セルの組み合わせ)
図7は、円柱ミラー設計の長手方向の図および断面図を示す。この構成は、円錐およびパイプ設計の特徴を利用している。対称面の外部パイプの小さな角度セグメント710のみを用いることにより、角度の広がりが減少する。この角度は、好ましくは30〜180度の範囲であり、より好ましくは10〜30度の範囲であり、最も好ましくは10度より小さい範囲である。
図7は、円柱ミラー設計の長手方向の図および断面図を示す。この構成は、円錐およびパイプ設計の特徴を利用している。対称面の外部パイプの小さな角度セグメント710のみを用いることにより、角度の広がりが減少する。この角度は、好ましくは30〜180度の範囲であり、より好ましくは10〜30度の範囲であり、最も好ましくは10度より小さい範囲である。
好ましい長さは、1〜10ミリメートルの範囲であり、より好ましくは1〜10センチメートルの範囲であり、最も好ましくは10センチメートル〜数百メートルの範囲である。これが円錐電極と置き換わり、図3に示されたアレイの全体の長さを減らしてもよい。このことは、エッジ、および接続ワイヤによって生じたカプリング効果を減少させ得る。なぜなら、アレイの末端において、セルと唯一電気的に接続しているからである。内部電極720は、外部電極710の曲率半径の原点に置かれたワイヤまたは円柱であってもよく、曲率半径の原点と外部電極との間のいずれかに置かれた内部円柱セグメントであってもよい。つまり、内部電極720は、円柱であってもよく、アーチ状のセグメントであってもよい。内部円柱電極720の半径(すなわち、鋭角セグメントが円柱の一部であり得る)は、好ましくは1〜100センチメートル、より好ましくは1〜10ミリメートル、最も好ましくは1ミリメートルよりも小さい範囲である。いくつかの実施形態では、内部電極円柱720(または、鋭角のセグメントに関連する円柱)の半径は、数十ナノメートルよりも小さくてもよい。外部のアーチ状円柱電極710の半径は、内部電極の半径と同様であってもよいし、内部電極の半径よりも大きくてもよい。電極間の距離は、円柱セルに関して上記された距離と同様であってもよい。つまり、好ましくは1メートルよりも小さく(しかし、1メートルよりも大きくてもよい)、より好ましくは1ミリメートルよりも小さくてもよく、最も好ましくは数十ナノメートルよりも小さくてもよい。電圧およびリニアチャージ密度は、図1aおよび1bに関して以前に参照したものと同様である。この電極構成の主な利点は、
1.nr0/r(ここで、r0は、外部電極の曲率半径であり、nは、アレイの一方の側を横切るアレイの数である)とした距離rによって強さが変動する重力ビームが生成され得ること。システムは、このようなセルを1つだけ(より好ましくは1,000,000個まで、最も好ましくは10億個以上まで)含み得る。
1.nr0/r(ここで、r0は、外部電極の曲率半径であり、nは、アレイの一方の側を横切るアレイの数である)とした距離rによって強さが変動する重力ビームが生成され得ること。システムは、このようなセルを1つだけ(より好ましくは1,000,000個まで、最も好ましくは10億個以上まで)含み得る。
2.角度の広がりが減少すること。
3.円錐セルに対して方向特性が改善されること。
1/rの損失法則の低下がなく、より大きな広がりが望まれる場合、セルは、所望の曲部を有するアーチで組み立てられ得る。これらは、線形セグメントで組み立てられたものを含む。円柱ミラーと円柱セルの両方が用いられてもよい。1つの用途として、通信がある。ここで、1/rの損失に依存しているということが、実際に適用する際に設計の許容範囲となる。
図8aは、導電シールド820および二つのアーチ状セグメント電極810、830を有する円柱ミラーセルを示す。図8bは、図8aに示されたセルの断面を示す。この実施形態では、曲率半径がR2である内部電極810が電気的に導電性のある部材820に囲まれている。曲率半径がR1である他の電極は、シールド830の一部を含む。シールドの外部は、曲率半径がR3である。曲部は、好ましくはシールドの残りの部分で最小化される(すなわち、外部電極830の一部ではない)。コーナーで発生したいずれの場も、低い誘電率を有する絶縁体850にソース領域840を組み込むことによって減少される。
このソース領域840は、好ましくは高い誘電率の材料を含む。以前説明したように、外部シールドは、接地状態に保たれ得る一方で、内部電極は、正または負の電圧を提供する。セルのミラー構成の主な利点は、
1.異なるセルにおける帯電電極間の静電カプリングをシールディングが実質的に減少させること。
1.異なるセルにおける帯電電極間の静電カプリングをシールディングが実質的に減少させること。
2.比較的安全な様態で、シールドされた電極に非常に高い電圧が印加され得ること。
3.(制限しない例として)標準的な技術または薄膜堆積を用いて、セル構造の層設計製造され得る。
図8cは、円柱ミラーセルが積み重なったアレイを示す。この実施形態では、ある1つのセルの底面860が別のセルの上面880と接し得る(図8bを参照)。全シールド820は、好ましくは電気的に接地される。他の電気的および幾何学的なパラメータは、図8aの1つの円柱ミラーセルに関して上記されたパラメータと同じである。
図8a〜cの円柱ミラーの実施形態は、様々な方法で構築され得る。より大きな実施形態では、既製の材料が用いられ得る。電極および誘電体材料の両方がこのような構成に対して修正可能である。標準的な押し出し成型された部品、型打ちされた部品、または機械成型された部品が、代わりとして、または追加として用いられてもよい。より小さな実施形態では、マイクロマシニング、薄膜、蒸着または他の集積回路製造技術が用いられてもよい。
(重力ビーム)
重力効果の強さは、異方性を有するセルを選択することによって、および格子を形成することによって構築され得る。図9は、セルの3次元格子をカットした2次元の概略図である。この格子構成は、重力ビームを生成し、そのいくつかの特性がここで説明される。本明細書で用いられるように、用語「重力ビーム」は、固定のビームと、ビームの強さが時間とともに変化するビーム(例えば、以下でさらに説明されるように通信に用いられるビーム)との両方のビームを暗示している。重力ビームを発生させるように用いられる実施形態は、円錐セル、円柱セル、円柱ミラーセル、または、異方性を有する本明細書中で開示される他のタイプのセルを使用してもよい。なお、本明細書中で開示される全てのセル設計は、全方向に引力場を作成する(このビームは、電極または誘電体材料(単数または複数)の配置によって特定の方向に集中する)。図9の各ドット900は、本明細書中で説明されたタイプの1つのセルを表す。そのセルから生じた線は、セルから拡散したビームの凝集部(the concentrated portion)を表す。記号θは、各セルからのビームの(大部分の)角度開度を表す。従って、θは、用いられている特定のセル、それらのセルの電極配置、および誘電体材料(単数および複数)の配置に少なくとも依存する。図9の平行線は、存在するビームの実質的に開度が無い部分(divergence−free component)(すなわち、平行束)を表す。これらのビームが実質的に開度が無いため、無視可能なエネルギーを損失する。従って、場の強さが追加される(つまり、それぞれのセルが力g0を有するn個のセルによって生成された強さはng0である)。図9で示されたビームのエネルギー衰退は、開口部910から出た全ビームの開度に起因する。セルアレイに対する印加可能な電圧の大きさおよびリニアチャージ密度は、図1aに関して上記されたものと同様である。このタイプのデバイスの潜在的な応用例は、物体を持ち上げること、または推進することである。自己推進も可能である。
重力効果の強さは、異方性を有するセルを選択することによって、および格子を形成することによって構築され得る。図9は、セルの3次元格子をカットした2次元の概略図である。この格子構成は、重力ビームを生成し、そのいくつかの特性がここで説明される。本明細書で用いられるように、用語「重力ビーム」は、固定のビームと、ビームの強さが時間とともに変化するビーム(例えば、以下でさらに説明されるように通信に用いられるビーム)との両方のビームを暗示している。重力ビームを発生させるように用いられる実施形態は、円錐セル、円柱セル、円柱ミラーセル、または、異方性を有する本明細書中で開示される他のタイプのセルを使用してもよい。なお、本明細書中で開示される全てのセル設計は、全方向に引力場を作成する(このビームは、電極または誘電体材料(単数または複数)の配置によって特定の方向に集中する)。図9の各ドット900は、本明細書中で説明されたタイプの1つのセルを表す。そのセルから生じた線は、セルから拡散したビームの凝集部(the concentrated portion)を表す。記号θは、各セルからのビームの(大部分の)角度開度を表す。従って、θは、用いられている特定のセル、それらのセルの電極配置、および誘電体材料(単数および複数)の配置に少なくとも依存する。図9の平行線は、存在するビームの実質的に開度が無い部分(divergence−free component)(すなわち、平行束)を表す。これらのビームが実質的に開度が無いため、無視可能なエネルギーを損失する。従って、場の強さが追加される(つまり、それぞれのセルが力g0を有するn個のセルによって生成された強さはng0である)。図9で示されたビームのエネルギー衰退は、開口部910から出た全ビームの開度に起因する。セルアレイに対する印加可能な電圧の大きさおよびリニアチャージ密度は、図1aに関して上記されたものと同様である。このタイプのデバイスの潜在的な応用例は、物体を持ち上げること、または推進することである。自己推進も可能である。
円柱セル、円柱ミラーセル、および、概して、任意の縦長セルの場合に対称であるので、これらのタイプのセルによって生成される重力ビームの広がる特性を解析するには、断面を考慮することで十分である。
次に円柱ミラーアレイの場合に移る。(図7で示されたような)各セルに対して、アレイからの距離Rの関数(例えば、R0/R)として場の強さが与えられる(R>>R0の場合、
二つの誘電体材料を有する円柱セル(例えば、図2bで示される)の場合に移る。開口部910からの距離Rの関数として場の強さの衰退が計算される。これは、距離Rにおいて、開口部の幅Lとビーム幅Wとの比によって求められる。記号θは、セル断面において高い誘電率を有する材料によって形成された角度を表す。従って、L/W=L/(L+2Rtan(θ/2))である。R>>Lの場合、この方程式は、以前の円柱ミラーの場合に与えられた方程式に減少する。
円錐セルアレイも重力ビームを発生させるように用いられ得る。例えば、図1aおよび1bの各セルの場合を参照されたい。1つのセルの円錐角度(すなわち、θ)は、セルの幾何形状によって定義された角度であってもよい。この角度は、円錐角度が比較的小さいとされ得ることを意味する。円錐角度は、180度より小さく、好ましくは数十度より小さく、最も好ましくは5度より小さい。格子から生じたビームは、総角度広がりが1つのセルの角度広がりに等しい、格子のセルによって発生された全出口円錐の重ね合わせである。例えば、セルの直径が曲部の半径の1/8に等しい場合、円錐角度θは、約4度である。ビームの全断面面積を横断する任意の物体は、ビームの全ての力の効果を受ける。
円錐セルアレイの場合、格子から距離Rのある質量に対する場の強さは、矩形または円のセルに対して(R0/R)2で近似的に変化する。ここで、R0=nr0である。r0tan(θ)は、円錐セルの円(円柱形状の)アレイの曲率半径(または、矩形アレイの側面の長さの半分)であり、r0は、セル外部電極の曲率半径であり、nは、円柱アレイの半径に沿うセルの数(または、矩形アレイの側面の長さに沿うセルの数の半分)である。矩形アレイは、数ミリメートル〜数百メートルの範囲の側面長さを有し得る。同様に、円アレイは、数ミリメートル〜数百メートルの範囲の半径を有し得る。セル角度の寸法がより小さくなると、開度がゼロのビームの近似により近くなるが、ビームのこの開度は、まさに、最初の場所に引力場を生み出す性質なのである。簡単にいうと、重力ビームは、円錐セルを用いる実施形態では、概略的な円錐形状を有する。これは、場が1/R2で減少することを意味する。ここで、Rは、開口部からの距離であり、いくつかの用途において、重要な事項である。
(実時間制御可能な引力場のパターンのアーキテクチャ)
図10は、実時間制御可能な引力場発生器を示す。プログラム可能な引力場のパターンは、独立して制御可能な円錐セル1030のサブ格子1010を格子の各要素が含む格子1000を生成することによって、多くの方法で実施され得る。1つの構成は、各格子点に重力セル1030の小球を置く。セル1030は、球の表面に取り付けられる。格子1000の各球上に同様に配置されたセル(例えば、1041、1042および1043)に電圧を同時に印加することによって、重力ビーム(単数または複数)が、任意の所望の方向で(例えば、対応するセル1041、1042および1043に対しては1050)、または、多方向に同時に制御可能に発生し得る。このようなシステムの用途は、1つの物体に力を与えるビーム、または、複数の物体の場合において複数の同時ビームを制御可能に発生させることである。このコンセプトは、セル活性化電圧のコンピュータ制御1060によって用意に実施され得る。本明細書中で開示された任意のセルタイプが用いられ得る。電圧、リニアチャージ密度、寸法および幾何学的構成は、用いられた特定のセルタイプに関して詳説されたセクションにおいて説明されている。
図10は、実時間制御可能な引力場発生器を示す。プログラム可能な引力場のパターンは、独立して制御可能な円錐セル1030のサブ格子1010を格子の各要素が含む格子1000を生成することによって、多くの方法で実施され得る。1つの構成は、各格子点に重力セル1030の小球を置く。セル1030は、球の表面に取り付けられる。格子1000の各球上に同様に配置されたセル(例えば、1041、1042および1043)に電圧を同時に印加することによって、重力ビーム(単数または複数)が、任意の所望の方向で(例えば、対応するセル1041、1042および1043に対しては1050)、または、多方向に同時に制御可能に発生し得る。このようなシステムの用途は、1つの物体に力を与えるビーム、または、複数の物体の場合において複数の同時ビームを制御可能に発生させることである。このコンセプトは、セル活性化電圧のコンピュータ制御1060によって用意に実施され得る。本明細書中で開示された任意のセルタイプが用いられ得る。電圧、リニアチャージ密度、寸法および幾何学的構成は、用いられた特定のセルタイプに関して詳説されたセクションにおいて説明されている。
(通信)
時間依存の電界は、光のスピードで、各々が逆に周期的で、原点から離れた引力場の時間依存伝播を作り出す。キャパシタセルの小型化により、印加した電圧は、ギガヘルツまで、または、ギガヘルツ以上の周波数で変化し得る。公知の技術を用いたソース電圧を変調する振幅または周波数は、通信能力を作り出す。現在認識された全ての物質は、このように発生する引力場に対して不浸透性を有しているため、例えば、地球は通信を妨げない。角度放射パターンは、上記の格子技術を用いて定義され得るため、エネルギーは、ソリッド角度パターンに集中され得る。任意の特定の用途に必要とされる場の強さは、格子システムに十分なセルを加えるか、印加電圧および誘電率を増加させるかのいずれかによって実現される。
時間依存の電界は、光のスピードで、各々が逆に周期的で、原点から離れた引力場の時間依存伝播を作り出す。キャパシタセルの小型化により、印加した電圧は、ギガヘルツまで、または、ギガヘルツ以上の周波数で変化し得る。公知の技術を用いたソース電圧を変調する振幅または周波数は、通信能力を作り出す。現在認識された全ての物質は、このように発生する引力場に対して不浸透性を有しているため、例えば、地球は通信を妨げない。角度放射パターンは、上記の格子技術を用いて定義され得るため、エネルギーは、ソリッド角度パターンに集中され得る。任意の特定の用途に必要とされる場の強さは、格子システムに十分なセルを加えるか、印加電圧および誘電率を増加させるかのいずれかによって実現される。
伝播している引力場は、場の経路にある任意の材料の物体に振動する力を加える。しかし、周波数が十分高い場合、大部分の物質は、慣性により適切に応答しない。若干帯電した粒子、または帯電していない粒子は、場によって影響を受ける。例えば、自由電子は、どのような印加重力に対しても高感度である。自由電子に作用する振動している力は、伝播している引力場の方向に沿う(例えば、ワイヤまたはアンテナ中の)振動電流となる。ワイヤの電流は、電磁放射によって生成された様態と類似の様態で検出可能である。好ましくは、アンテナの方向は、検出器の方向の引力場の非ゼロ成分の射影を考慮する。従来の検出器の理論は、大部分が適用され、既存の検出器システムが用いられ得る。
引力場は、電磁放射を排他する導電シールドを通り抜けることができる。例えば、ファラデーかごによって保護された従来の無線受信器は、かごの外から生じる信号を検出できない。一方、重力信号は、検出される。
重力信号は、地球および水等の物質を通り抜けることができる。これは、隠れた信号に重力信号を送る可能性を提示する。制限しない例として、潜水艦および潜水球は、いずれも信号を放送および受信し得、陸地上の基地との双方向無線通信を可能にし得る。さらに、重力信号は、山を通過して放送し得、大部分の天候に影響されない。
図11aは、本発明の実施形態による通信システムのブロック図である。信号源1100は、時間変動電圧信号を作り出す。この時間変動電圧信号は、変調器1110に送られる。変調器1110は、標準電源1120から電力を受け取り、ソース信号によって変調された時間変動電気キャリア信号を作り出す。変調器1110は、従来のように、振幅、周期、位相、または他の変調可能な電気信号のパラメータを変調し得る。多くのタイプの変調が公知であり、用いられ得る。変調器1110の出力は、高電圧電源1130を制御するように用いられる電気信号である。この高電圧電源1130は、時間変動高圧信号をフィールドコンバータ1140に提供する。
フィールドコンバータ1140は、それぞれのセルおよびアレイを含む、本明細書中で開示された任意のフィールドコンバータ構成を含み得る。本明細書中で開示された任意の各セルタイプが図11b〜dによる形状のアレイの構成セルを作り上げる。この各セルタイプは、円錐セル、円柱セルおよび円柱ミラーセルを含むがこれらに制限されない。フィールドコンバータ1140は、選択されたセル(単数または複数)あるいは選択されたアレイの性質に従って伝播する時間変動引力場を発生させる。制限しない例として、図11bで示された球状セルの球状アレイは、全方向に放送するために用いられ得る。図11cで示された円柱セルの円柱アレイは、実質的に2次元のパターンで放送するために用いられ得る。図11dのアーチ状セグメント形状のアレイは、実質的に1次元の方向に放送するために用いられ得る。図11dは、線形のセルセグメントで構成されるアーチを示す。つまり、この形状は、複数の縦長のセルによって形成される。これらの複数の縦のセルは、一組の直線形状としてアーチを形成する。あるいは、図11b〜dで示された形状は、帯電され得る一様の金属部材(例えば、上記された帯電球が用いられ得る)であってもよい。
フィールドコンバータ1140も1つの等方性キャパシタであり得る。時間変動電圧が等方性キャパシタに印加される場合、特定の周波数に対して、プレート間の電界がキャパシタの中央からエッジへと正弦関数の様式で下がる(fall off)。この空間的な場のパターンは、プレートに平行な方向の電界の微分が非ゼロとなる。従って、引力場を発生させる別の手段を構成する。
図12は、一様ではないキャパシタの平坦なアレイとして実施されたフィールドコンバータ1140を示す。制限しない例として、このアレイは、両サイド1200、1210を金属で被覆した標準的なグラスファイバープリント回路基板から構成され得る。1つの電極は、金属で被覆した回路基板の全体のサイド1210を含む。複数の接続された電極1220は、反対サイド1200をエッチングすることによって形成される。複数の電極は、一組のストリップ、正方形、矩形、または任意の他の形状を含み得る。ストリップは、数メートル〜数ミリメートルの長さの範囲であり得、数センチメートル〜数十ナノメートルの範囲であり得る。小さなストリップが反対の金属被覆サイドと比べて異なるサイズであるため、発生した電界は、一様ではない。電圧およびリニアチャージ密度は、図1aを参照して上記されたものと同様である。
図13は、電磁気信号と重力信号との両方を受信するために用いられ得るダイポールアンテナを示す。存在する電磁場中において、電荷は、両ワイヤに沿って振動し、ワイヤ間の間隔に渡るポテンシャルの差を生じる。この電圧は、検出され、復調され、増幅され、処理され得、必要である場合、通信のために出力される。存在する引力場中のこのアンテナの挙動は、概して、電磁場に対する挙動と同じであり、振幅の差を考慮する。電磁場および引力場の差(例えば、引力場の方向が伝播の方向と平行している)に起因して、引力場を受けるための最適な方向の構成は、好ましくは電磁気の受信器の方向に足して90度である。引力信号を受けるために用いられるアンテナのタイプは、ダイポールアンテナに制限されない。他のタイプのアンテナが用いられ得る。
なお、引力場を用いる通信は、マックスウェルの電気力学の方程式に従って挙動する通信と異なる。例えば、パイプアレイまたは円柱ミラーアレイは、場の強さが1/r(ここで、rは、放送デバイスからの距離である)で衰退する場を伝え得る。活性化において、このようなデバイスは、デバイスからの距離がr0で検出された、時間0の引力場g(0)を発生させる。信号の振幅が正弦関数である場合、検出される場は、距離rにおいて、以下のように時間tで変動する。
g(r,t)=g(0)ik(t−r/c)r0/r
ここで、rは、ソース点r0からの距離である。rがアレイの寸法よりも非常に大きくなるにつれて、大きさの規則1/rから離れ得る。
ここで、rは、ソース点r0からの距離である。rがアレイの寸法よりも非常に大きくなるにつれて、大きさの規則1/rから離れ得る。
受信器は、ニュートンの法則(F=質量×g(r,t))を利用することによって動作する。中立の粒子と帯電した粒子との両方がこの力に影響される。上記の正弦関数の例では、時間依存電流は、関連する電界を
上述の実施例が例示を目的とするのみで提示され、本発明を制限するために構成されたものではないことに留意されたい。本発明は、特定の実施形態を参照して説明されてきたが、本明細書中で用いられてきた文言は、制限するための文言ではなく、説明および図解のための文言でであることは理解される。本発明の局面における本発明の意図および範囲から逸脱することなく、ここで述べられた、および修正された変化がなされ得る。本発明が特定の手段、材料および実施形態を参照して本明細書中で説明されてきたが、本発明が本明細書中に開示された詳細部に制限されることを意図されていない。そうではなく、本発明は、機能的に等価な全ての構造、方法および使用法まで拡張する。
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