#211 · The Biefeld–Brown Effect

A persistent whisper of anti-gravity has long surrounded the Biefeld–Brown effect, a peculiar electrical phenomenon. When high voltage courses through an asymmetric capacitor, a subtle thrust emerges, seemingly from nothing, towards the smaller electrode, challenging conventional physics.

In the quiet hum of high-voltage laboratories and in the skyward drift of amateur "lifter" craft, a strange force manifests. An asymmetric electrical field, applied correctly, pushes against the air itself, creating a propulsion once believed to defy gravity.

The story begins with Thomas Townsend Brown in the 1920s. Still a high school student in Ohio, Brown experimented with high-voltage electrical fields and X-ray tubes. He noticed that when a Coolidge tube, placed on a scale, was subjected to a high electrical charge, its apparent mass subtly changed depending on its orientation. This perplexing observation led him to hypothesize a direct interaction between electricity and gravity, which he termed "electrogravitics." His early belief was that he had somehow influenced gravity electronically, leading him to design propulsion systems based on this new principle. In 1927, he filed a patent titled "Method of Producing Force or Motion," describing an electrical method to control gravity for linear force. Two years later, in *Science and Invention*, Brown detailed his "gravitator," a device designed to move without conventional engines, propellers, or wheels, relying solely on these principles of "electro-gravitation." He even envisioned a future where such technology would propel everything from ocean liners to futuristic space cars.

Brown's work became intertwined with the name of Paul Alfred Biefeld, a professor of physics and astronomy at Denison University. Brown claimed Biefeld was his mentor and co-experimenter, lending scientific credibility to his theories. This association led to the phenomenon being widely known as the "Biefeld–Brown effect." These devices, featuring an asymmetric capacitor—typically a small, sharp electrode and a larger, smooth one—generated a thrust towards the smaller electrode when high voltage was applied. Brown consistently believed this effect demonstrated a means to tap into a mysterious anti-gravity force.

The ion wind explanation

For decades, the Biefeld–Brown effect fueled speculation about exotic physics and anti-gravity. However, rigorous scientific investigation and replication efforts have largely converged on a more conventional, yet still intriguing, explanation: the ion wind. This phenomenon, a cornerstone of electrohydrodynamics (EHD), relies on the principles of corona discharge. When a sufficiently high voltage, often in the kilovolt range, is applied between two electrodes of differing shapes—such as a fine wire and a broad plate—an intense electric field develops around the sharper electrode.

This localized, powerful electric field strips electrons from the neutral air molecules in its vicinity, creating a cloud of charged ions. If the sharp electrode is positive, positive ions are formed and are then strongly repelled by this electrode while simultaneously being attracted towards the larger, negatively charged electrode by Coulombic forces. As these ions accelerate across the gap, they collide repeatedly with neutral air molecules. Each collision transfers a tiny amount of momentum, and collectively, these myriad impacts create a bulk flow of air, an invisible "wind" that pushes against the apparatus. This sustained stream of collisions results in a net propulsive force, effectively pushing the entire system in the direction opposite to the ion flow. The effect is most pronounced in atmospheric air, where there is an abundance of neutral molecules available for ionization and momentum transfer.

Limitations and modern applications

The forces generated by this electrokinetic mechanism are typically modest. Crucially, attempts to replicate the Biefeld–Brown effect in a vacuum, where the absence of air molecules precludes both corona discharge and ion wind, have consistently yielded no significant thrust. This key experimental finding refutes Brown's original anti-gravity hypothesis, firmly establishing the effect as a consequence of atmospheric electrodynamics rather than an interaction with fundamental gravitational forces. For instance, a 2004 study by Tajmar, a prominent researcher in advanced propulsion, found no linear thrust when excluding corona wind effects, indicating its purely electrodynamic nature.

Despite its misinterpretation as anti-gravity, the underlying principles of EHD propulsion remain a fertile area for practical application. The well-known "lifter" demonstrations, small triangular or rectangular frames often built from balsa wood and foil, ascend silently when high voltage is applied, providing a visual testament to the power of the ion wind. Beyond hobbyist projects, modern research is exploring EHD thrusters for silent, high-efficiency propulsion in drones designed for high-altitude or long-endurance missions. Other applications include precise airflow control for cooling microelectronics, where EHD pumps can direct air without the noise or mechanical wear of traditional fans, leveraging the exact same corona discharge and ion wind phenomena Brown first observed, but now with a clear, physics-based understanding.

What we still don't know

While the ion wind explanation for the Biefeld–Brown effect is widely accepted, the efficiency limits of electrohydrodynamic thrusters and their scalability for larger applications remain active areas of engineering research. Can the momentum transfer be maximised to compete with conventional propulsion systems in specific environments?

The long-term effects of sustained high-voltage corona discharge on materials and air composition in closed systems, particularly for applications like EHD cooling, also require continued investigation to ensure their safety and longevity.

And though the anti-gravity claims were debunked, the pursuit of truly novel propulsion physics continues, inspired in part by the lingering allure of effects like the Biefeld-Brown anomaly, pushing the boundaries of what we understand about electromagnetism and its interaction with matter.

The Biefeld–Brown effect stands as a testament to the complex interplay between electricity and fluid dynamics, a phenomenon that once promised impossible leaps but now offers practical, if subtle, innovations through a more grounded understanding of its true nature.

“反重力”的低语长久以来萦绕着奇特的贝菲尔德-布朗效应。当高压电流流经不对称电容器时，一种微妙的推力似乎凭空产生，朝着较小的电极方向运动，挑战着传统物理学的解释。

在高压实验室的嗡嗡声中，在业余“升力器”飞行器向上的漂移中，一种奇怪的力量显现出来。正确施加不对称电场时，它会推动空气本身，产生一种曾被认为违反重力的推进力。

这个故事始于Thomas Townsend Brown的20世纪20年代。当时，布朗还是俄亥俄州一名高中生，他开始实验高压电场和X射线管。他注意到，当一个放在天平上的库利奇管受到高压电荷作用时，其表观质量会随着方向的不同而微妙地变化。这一令人困惑的观察使他假设电力和重力之间存在直接的相互作用，他称之为“电重力”。他早期的信念是，他以某种方式通过电子影响了重力，这促使他设计了基于这一新原理的推进系统。1927年，他提交了一项名为“产生力或运动的方法”的专利，描述了一种通过电力控制重力以产生直线力的方法。两年后，在《科学与发明》杂志上，布朗详细介绍了他的“重力器”，这是一种不需要传统发动机、螺旋桨或轮子的装置，完全依靠这些“电重力”原理来移动。他甚至设想未来这种技术将推动从远洋轮船到未来主义太空汽车的一切。

布朗的工作与Paul Alfred Biefeld的名字交织在一起，他是丹尼森大学的物理和天文学教授。布朗声称比费尔德是他的导师和合作者，为他的理论提供了科学可信度。这种联系使得这一现象广为人知，被称为“比费尔德-布朗效应”。这些装置通常包含一个不对称电容器——通常是一个小而尖锐的电极和一个大而平滑的电极——当施加高压时，会向较小的电极方向产生推力。布朗始终相信，这种效应展示了一种利用神秘反重力力的方法。

离子风的解释

几十年来，比费尔德-布朗效应激发了关于异想天开的物理和反重力的猜测。然而，严格的科学研究和重复实验大多趋向于一个更为常规但仍然引人入胜的解释：ion wind。这一现象是electrohydrodynamics（EHD）的基石，依赖于corona discharge的原理。当足够高的电压，通常在千伏范围内，施加在两个形状不同的电极之间——例如一根细线和一个宽板——会在更尖锐的电极周围产生强烈的电场。

这种局部的强电场会从其附近的中性空气分子中剥离电子，形成带电离子的云团。如果尖锐电极是正的，就会形成正离子，并被该电极强烈排斥，同时又被库仑力吸引到更大的负电极。当这些离子加速穿过间隙时，它们会反复与中性空气分子碰撞。每一次碰撞都会传递一小部分动量，这些无数的碰撞共同作用，产生空气的总体流动，一种看不见的“风”，推动设备。这种持续的碰撞流产生净推进力，有效地将整个系统推向离子流的相反方向。这种效应在大气中最为显著，因为那里有大量中性分子可供电离和动量传递。

局限性与现代应用

这种电动力学机制产生的力通常比较微弱。关键的是，试图在真空中复制比费尔德-布朗效应的实验，由于缺乏空气分子，既无法产生电晕放电，也无法产生离子风，结果始终没有显著推力。这一关键的实验发现驳斥了布朗最初的反重力假设，明确确立了该效应是大气电动力学的结果，而非与基本重力相互作用。例如，2004年，先进推进领域的著名研究者塔姆尔的一项研究发现，在排除电晕风效应的情况下，没有线性推力，表明其纯粹是电动力学性质。

尽管被误解为反重力，EHD推进的基本原理仍然是一个充满实际应用潜力的领域。众所周知的“升力器”演示装置，通常由轻木和箔片制成的小三角形或矩形框架，在施加高压时会无声地上升，直观地展示了离子风的力量。除了业余爱好者的项目，现代研究正在探索EHD推进器在用于高空或长航时任务的无人机中的静音、高效率推进应用。其他应用包括用于微电子冷却的精确气流控制，EHD泵可以在没有传统风扇的噪音或机械磨损的情况下引导空气，利用布朗首次观察到的相同电晕放电和离子风现象，但现在有了清晰的物理基础的理解。

我们仍然不知道的

虽然离子风对比费尔德-布朗效应的解释被广泛接受，但电液动力推进器的效率限制及其在更大规模应用中的可扩展性仍然是工程研究的活跃领域。能否最大化动量传递，使其在特定环境中与传统推进系统竞争？

持续的高压电晕放电对封闭系统中材料和空气成分的长期影响，特别是在EHD冷却等应用中，也需要进一步研究，以确保其安全性和寿命。

尽管反重力的主张已被推翻，但真正新颖的推进物理的探索仍在继续，部分受到比费尔德-布朗异常等效应的持久魅力的启发，不断拓展我们对电磁学及其与物质相互作用的理解的边界。

比费尔德-布朗效应作为电力和流体动力学之间复杂相互作用的见证，曾经承诺了不可能的飞跃，如今通过对其真正本质的更扎实理解，提供了实用但微妙的创新。

Un susurro persistente de antigravedad ha rodeado durante mucho tiempo al efecto Biefeld–Brown, un peculiar fenómeno eléctrico. Cuando un alto voltaje atraviesa un condensador asimétrico, surge un sutil impulso, aparentemente de la nada, hacia el electrodo más pequeño, desafiando la física convencional.

En el suave zumbido de los laboratorios de alta tensión y en el ascenso hacia el cielo de las pequeñas naves "lifter", se manifiesta una extraña fuerza. Un campo eléctrico asimétrico, aplicado correctamente, empuja contra el aire mismo, generando una propulsión que en un tiempo se creía desafiaba la gravedad.

La historia comienza con Thomas Townsend Brown en la década de 1920. Aún estudiante de secundaria en Ohio, Brown experimentaba con campos eléctricos de alta tensión y tubos de rayos X. Se dio cuenta de que cuando un tubo de Coolidge, colocado en una balanza, se sometía a una carga eléctrica elevada, su masa aparente cambiaba ligeramente según su orientación. Esta observación perpleja lo llevó a hipotetizar una interacción directa entre electricidad y gravedad, a la que llamó "electrogravitación". Su creencia inicial era que había influido de alguna manera en la gravedad por medio de la electricidad, lo que lo condujo a diseñar sistemas de propulsión basados en este nuevo principio. En 1927, presentó una patente titulada "Método para producir fuerza o movimiento", describiendo un método eléctrico para controlar la gravedad con fuerza lineal. Dos años después, en *Science and Invention*, Brown detalló su "gravitador", un dispositivo diseñado para moverse sin motores, hélices o ruedas convencionales, confiando únicamente en estos principios de "electrogravitación". Incluso imaginó un futuro en el que esta tecnología impulsaría desde grandes buques hasta coches espaciales futuristas.

El trabajo de Brown se entrelazó con el nombre de Paul Alfred Biefeld, profesor de física y astronomía en la Universidad Denison. Brown afirmaba que Biefeld había sido su mentor y coexperimentador, aportando credibilidad científica a sus teorías. Esta asociación condujo al fenómeno a ser conocido ampliamente como el "efecto Biefeld–Brown". Estos dispositivos, con un condensador asimétrico—generalmente un electrodo pequeño y afilado y otro más grande y suave—generaban un impulso hacia el electrodo más pequeño cuando se aplicaba alta tensión. Brown sostenía consistentemente que este efecto demostraba una forma de acceder a una fuerza antigravitatoria misteriosa.

La explicación del viento iónico

Durante décadas, el efecto Biefeld–Brown alimentó especulaciones sobre física exótica y antigravedad. Sin embargo, investigaciones científicas rigurosas y esfuerzos por replicar el fenómeno han convergido en una explicación más convencional, aunque aún intrigante: el ion wind. Este fenómeno, un pilar fundamental de la electrohydrodynamics (EHD), se basa en los principios de la corona discharge. Cuando se aplica una tensión suficientemente alta, a menudo en el rango de kilovoltios, entre dos electrodos de formas diferentes—como un fino alambre y una placa ancha—se desarrolla un intenso campo eléctrico alrededor del electrodo más afilado.

Este campo eléctrico localizado y poderoso arranca electrones de las moléculas neutras del aire en su entorno, creando una nube de iones cargados. Si el electrodo afilado es positivo, se forman iones positivos, los cuales son fuertemente repelidos por este electrodo mientras al mismo tiempo son atraídos hacia el electrodo más grande y negativo por fuerzas coulombianas. A medida que estos iones se aceleran a través del espacio, chocan repetidamente con moléculas de aire neutras. Cada colisión transfiere una cantidad mínima de impulso, y colectivamente, estos múltiples impactos generan un flujo masivo de aire, un "viento" invisible que empuja contra el aparato. Esta corriente sostenida de colisiones genera una fuerza propulsora neta, efectivamente empujando todo el sistema en dirección contraria al flujo de iones. El efecto es más pronunciado en el aire atmosférico, donde hay una abundancia de moléculas neutras disponibles para la ionización y la transferencia de impulso.

Limitaciones y aplicaciones modernas

Las fuerzas generadas por este mecanismo electrocinético suelen ser modestas. Lo más importante, intentos de replicar el efecto Biefeld–Brown en el vacío, donde la ausencia de moléculas de aire impide tanto la descarga de corona como el viento iónico, han producido consistentemente poco o ningún impulso significativo. Este hallazgo experimental clave refuta la hipótesis original de Brown sobre la antigravedad, estableciendo firmemente el efecto como una consecuencia de la electrodinámica atmosférica y no como una interacción con fuerzas gravitacionales fundamentales. Por ejemplo, un estudio de 2004 llevado a cabo por Tajmar, un investigador destacado en propulsión avanzada, no encontró impulso lineal cuando se excluían los efectos del viento de corona, lo que indica su naturaleza puramente electrodinámica.

A pesar de su malinterpretación como antigravedad, los principios subyacentes de la propulsión EHD siguen siendo un área fértil para aplicaciones prácticas. Las demostraciones conocidas de "lifter", pequeños marcos triangulares o rectangulares hechos a menudo de madera de balsa y aluminio, ascienden en silencio cuando se aplica alta tensión, ofreciendo una prueba visual del poder del viento iónico. Más allá de los proyectos de aficionados, la investigación moderna está explorando los propulsores EHD para una propulsión silenciosa y de alta eficiencia en drones diseñados para misiones de altitud elevada o de larga duración. Otras aplicaciones incluyen el control preciso del flujo de aire para enfriar electrónica de microcomponentes, donde las bombas EHD pueden dirigir el aire sin el ruido o el desgaste mecánico de los ventiladores tradicionales, aprovechando exactamente los mismos fenómenos de descarga de corona y viento iónico que Brown observó por primera vez, pero ahora con una comprensión clara y basada en física.

Lo que aún no sabemos

Aunque la explicación del viento iónico para el efecto Biefeld–Brown es ampliamente aceptada, los límites de eficiencia de los propulsores electrohidrodinámicos y su escalabilidad para aplicaciones más grandes siguen siendo áreas activas de investigación ingenieril. ¿Puede la transferencia de impulso maximizarse para competir con los sistemas de propulsión convencionales en entornos específicos?

Los efectos a largo plazo de la descarga prolongada de corona de alta tensión sobre los materiales y la composición del aire en sistemas cerrados, especialmente para aplicaciones como el enfriamiento EHD, también requieren investigación continua para garantizar su seguridad y durabilidad.

Y aunque se desmintieron las afirmaciones sobre antigravedad, la búsqueda de física de propulsión verdaderamente novedosa continúa, inspirada en parte por el atractivo persistente de fenómenos como la anomalía Biefeld–Brown, empujando los límites de lo que entendemos sobre el electromagnetismo y su interacción con la materia.

El efecto Biefeld–Brown permanece como testimonio del complejo entrelazamiento entre electricidad y dinámica de fluidos, un fenómeno que una vez prometió saltos imposibles, pero ahora ofrece innovaciones prácticas, aunque sutiles, a través de una comprensión más sólida de su verdadera naturaleza.

Um sussurro persistente de anti-gravidade tem rodeado há muito o efeito Biefeld–Brown, um peculiar fenômeno elétrico. Quando uma alta tensão percorre um capacitor assimétrico, surge um sutil impulso, parecendo vir de nada, em direção ao eletrodo menor, desafiando a física convencional.

Num zumbido silencioso de laboratórios de alta tensão e no deslizar para cima de pequenos "lifter" feitos por amadores, uma força estranha manifesta-se. Um campo elétrico assimétrico, aplicado corretamente, empurra contra o próprio ar, criando uma propulsão que outrora se acreditava defiar a gravidade.

A história começa com Thomas Townsend Brown nos anos 1920. Ainda estudante do ensino médio em Ohio, Brown experimentava com campos elétricos de alta tensão e tubos de raios X. Ele notou que quando um tubo de Coolidge, colocado numa balança, era submetido a uma carga elétrica elevada, sua massa aparente mudava discretamente dependendo da sua orientação. Essa observação perplexa levou-o a hipotetizar uma interação direta entre eletricidade e gravidade, a qual ele denominou "electrogravitics". Sua crença inicial era de que de alguma forma influenciara eletronicamente a gravidade, levando-o a projetar sistemas de propulsão baseados nesse novo princípio. Em 1927, ele solicitou uma patente intitulada "Method of Producing Force or Motion", descrevendo um método elétrico para controlar a gravidade com força linear. Dois anos depois, na revista *Science and Invention*, Brown detalhou seu "gravitator", um dispositivo projetado para se mover sem motores, hélices ou rodas convencionais, confiando apenas nesses princípios de "electro-gravitação". Ele até imaginou um futuro em que tais tecnologias impulsionariam desde transatlânticos até carros espaciais futuristas.

O trabalho de Brown tornou-se interligado ao nome de Paul Alfred Biefeld, professor de física e astronomia na Universidade Denison. Brown alegava que Biefeld era seu mentor e co-experimenter, conferindo credibilidade científica às suas teorias. Essa associação levou o fenômeno a ser amplamente conhecido como o "efeito Biefeld–Brown". Esses dispositivos, contendo um capacitor assimétrico — normalmente um pequeno e afiado eletrodo e um maior e liso — geravam uma força direcionada ao eletrodo menor quando uma alta tensão era aplicada. Brown acreditava consistentemente que esse efeito demonstrava um meio de acessar uma força anti-gravitacional misteriosa.

A explicação do vento iônico

Durante décadas, o efeito Biefeld–Brown alimentou especulações sobre física exótica e anti-gravidade. No entanto, investigações científicas rigorosas e tentativas de replicação convergiram, na maioria das vezes, para uma explicação mais convencional, ainda que intrigante: o ion wind. Esse fenômeno, uma pedra angular da electrohydrodynamics (EHD), baseia-se nos princípios da corona discharge. Quando uma tensão suficientemente alta, muitas vezes na faixa de quilovolts, é aplicada entre dois eletrodos de formatos diferentes — como um fio fino e uma placa ampla — um campo elétrico intenso desenvolve-se ao redor do eletrodo mais afiado.

Esse campo elétrico localizado, poderoso, arranca elétrons das moléculas de ar neutras ao seu redor, criando uma nuvem de íons carregados. Se o eletrodo afiado é positivo, íons positivos são formados e são então fortemente repelidos por esse eletrodo, ao mesmo tempo sendo atraídos para o eletrodo maior, negativamente carregado, pelas forças coulombianas. À medida que esses íons aceleram através do espaço entre os eletrodos, eles colidem repetidamente com moléculas de ar neutras. Cada colisão transfere uma pequena quantidade de momento, e coletivamente, esses impactos múltiplos criam um fluxo de ar em massa, um "vento" invisível que empurra contra o aparelho. Esse fluxo contínuo de colisões resulta em uma força propulsiva líquida, efetivamente empurrando todo o sistema na direção oposta ao fluxo de íons. O efeito é mais pronunciado no ar atmosférico, onde há uma abundância de moléculas neutras disponíveis para ionização e transferência de momento.

Limitações e aplicações modernas

As forças geradas por este mecanismo eletrocinético são normalmente modestas. Crucialmente, tentativas de replicar o efeito Biefeld–Brown no vácuo, onde a ausência de moléculas de ar impede tanto a descarga coronal quanto o vento iônico, têm consistentemente produzido nenhuma força significativa. Essa descoberta experimental fundamental refuta a hipótese original de Brown sobre a anti-gravidade, estabelecendo firmemente o efeito como uma consequência da eletrodinâmica atmosférica, e não de uma interação com forças gravitacionais fundamentais. Por exemplo, um estudo de 2004 por Tajmar, um pesquisador proeminente em propulsão avançada, não encontrou força linear quando excluiu os efeitos do vento coronal, indicando sua natureza puramente eletrodinâmica.

Apesar de sua interpretação errônea como anti-gravidade, os princípios subjacentes da propulsão EHD permanecem uma área fértil para aplicações práticas. As conhecidas demonstrações de "lifter", pequenos quadros triangulares ou retangulares frequentemente feitos de madeira de balsa e folha de alumínio, sobem silenciosamente quando uma alta tensão é aplicada, fornecendo uma testemunha visual da força do vento iônico. Além de projetos de entusiastas, a pesquisa moderna está explorando propelentes EHD para propulsão silenciosa e de alta eficiência em drones projetados para missões de altitude elevada ou longa duração. Outras aplicações incluem o controle preciso de fluxo de ar para resfriamento de microeletrônicos, onde as bombas EHD podem direcionar o ar sem o ruído ou o desgaste mecânico de ventiladores tradicionais, aproveitando exatamente os mesmos fenômenos de descarga coronal e vento iônico observados por Brown, mas agora com uma compreensão física clara.

O que ainda não sabemos

Embora a explicação do vento iônico para o efeito Biefeld–Brown seja amplamente aceita, os limites de eficiência dos propelentes eletrohidrodinâmicos e sua escalabilidade para aplicações maiores permanecem áreas ativas de pesquisa em engenharia. Pode-se maximizar a transferência de momento para competir com sistemas de propulsão convencionais em ambientes específicos?

Os efeitos a longo prazo da descarga coronal contínua sob alta tensão sobre os materiais e a composição do ar em sistemas fechados, particularmente para aplicações como resfriamento EHD, também requerem investigação contínua para garantir sua segurança e longevidade.

E embora as alegações de anti-gravidade tenham sido desmentidas, a busca por verdadeiramente novas físicas da propulsão continua, inspirada em parte pela persistente atração de fenômenos como a anomalia Biefeld-Brown, expandindo os limites do que entendemos sobre eletromagnetismo e sua interação com a matéria.

O efeito Biefeld–Brown permanece como um testemunho do complexo interjogo entre eletricidade e dinâmica dos fluidos, um fenômeno que outrora prometia saltos impossíveis, mas agora oferece inovações práticas, se discretas, através de uma compreensão mais fundamentada de sua verdadeira natureza.

長年にわたり、不思議な電気現象であるバイフェルド・ブラウン効果には、反重力に関するうわさがつきまとってきた。非対称キャパシタに高電圧が流れると、小さな電極に向かって、どこからともなくわずかな推進力が生じ、従来の物理学を疑わせる。

高電圧実験室の静かな唸り声や、アマチュアの「リフター」機体が空へと漂う中、奇妙な力が現れる。非対称な電界を正しく適用すると、空気自体に押し返す力が生まれ、重力に逆らうと信じられていた推進力が生じるのだ。

この物語はThomas Townsend Brownの1920年代に始まる。オハイオ州の高校生だったブラウンは、高電圧電界やX線管の実験に取り組んでいた。彼はクーリッジ管をはかりに置き、高い電荷をかけると、その見えない質量が向きによってわずかに変化するのを発見した。この奇妙な観察は、彼に電気と重力の直接的な相互作用を仮説として思い至らせ、これを「電気重力性（electrogravitics）」と名付けた。初期の彼の信念は、電子的に重力に影響を与えたと信じており、この新しい原理に基づく推進システムを設計した。1927年、彼は「力または運動を生み出す方法」というタイトルの特許を出願し、電気によって重力を制御して直線的な力を生み出す方法を説明した。2年後、『サイエンス・アンド・インベントン』誌で、ブラウンは「重力器（gravitator）」を詳細に述べた。これは、従来のエンジンやプロペラ、ホイールを使わず、これらの「電気重力性」の原理にのみ依存して移動する装置だった。彼は、このような技術がオーシャンライナーから未来の宇宙カーまであらゆるものを推進する未来を想像していた。

ブラウンの研究は、Paul Alfred Biefeldというデニソン大学の物理学および天文学教授の名前と結びついていった。ブラウンは、ビーフェルドが自身の指導者であり、共に実験した人物であると主張し、彼の理論に科学的な信頼性を与えた。この関係により、この現象は広く「ビーフェルド・ブラウン効果」として知られるようになった。これらの装置は、非対称なコンデンサを備えており、通常は小さな鋭い電極と大きな滑らかな電極から成り、高電圧をかけると小さな電極に向かって推力が生じる。ブラウンは常にこの効果が、神秘的な反重力の力を引き出す手段を示していると信じていた。

離子風の説明

何十年もの間、「ビーフェルド・ブラウン効果」は異常な物理学や反重力についての憶測を引き起こしてきた。しかし、厳密な科学的調査や再現試験の結果、より一般的だが依然として興味深い説明に集約されてきた。それはion windである。この現象は、electrohydrodynamics（EHD）の柱石であり、corona dischargeの原理に依拠している。十分に高い電圧、しばしばキロボルト単位の電圧が、細いワイヤーと広いプレートのような異なる形状の2つの電極間にかけられると、鋭い電極の周りに強烈な電界が発生する。

この局所的な強烈な電界は、周囲の中性の空気分子から電子を剥ぎ取り、帯電したイオンの雲を生み出す。鋭い電極が正極である場合、正イオンが形成され、この電極から強く反発される一方で、クーロン力によってより大きな負極の電極に引き寄せられる。これらのイオンがギャップを加速するにつれ、中性の空気分子と何度も衝突する。各衝突はわずかな運動量を移動させるが、これらの多数の衝突は全体的に空気の流れを生み出し、装置に押し返す「風」を生じさせる。この持続的な衝突の連鎖は、イオンの流れの反対方向にシステム全体を押し進めるネットの推進力を生み出す。この効果は、中性分子が豊富にある大気中で最も顕著である。

制限と現代の応用

この電気運動力学的メカニズムによって生じる力は通常は僅かである。決定的なのは、空気分子が存在しない真空で「ビーフェルド・ブラウン効果」を再現しようとした試みが、一貫して有意な推力が得られなかったことである。この重要な実験的発見は、ブラウンの反重力仮説を否定し、この効果が基本的な重力相互作用ではなく、大気電気力学の結果であることを確立した。たとえば、2004年に高度推進技術の研究者であるタジマーが行った研究では、コロナ風効果を除外した状態で直線的な推力が得られなかった。これはその性質が純粋に電気力学的であることを示している。

反重力としての誤解にもかかわらず、EHD推進の基礎となる原理は依然として実用的な応用のための肥沃な領域である。よく知られている「リフター」のデモンストレーションでは、バルサ材とアルミ箔でできた小さな三角形や長方形のフレームが、高電圧をかけることで静かに上昇し、イオン風の力の目撃証拠となる。趣味のプロジェクトにとどまらず、現代の研究は、高高度や長時間飛行を目的としたドローンに静かで高効率の推進手段としてEHD推進器を検討している。他の応用には、微細電子機器の冷却における正確な空気流れの制御も含まれる。EHDポンプは従来のファンの騒音や摩耗を伴わずに空気を導くことができ、ブラウンが最初に観測したコロナ放電やイオン風の現象を、今や明確で物理的に基づいた理解で活用している。

まだ分かっていないこと

「ビーフェルド・ブラウン効果」におけるイオン風の説明は広く受け入れられているが、電気流体動力学推進器の効率の限界と、より大規模な応用への拡張性は、依然として工学研究の活発な領域である。特定の環境において、運動量の移動を最大化し、従来の推進システムと競争できる可能性はあるだろうか。

長期間にわたる高電圧コロナ放電が、閉じたシステムにおける材料や大気組成に与える長期的な影響、特にEHD冷却のような応用においては、安全性や寿命を確保するために継続的な調査が必要である。

反重力の主張は否定されたものの、真に新しい推進物理学の探求は、ビーフェルド・ブラウン異常のような現象の持つ魅力的な魅力に部分的に刺激されながら、電磁気と物質の相互作用に関する私たちの理解の境界を押し広げつづけている。

「ビーフェルド・ブラウン効果」は、電気と流体力学の複雑な相互作用を象徴する現象であり、かつて不可能な飛躍を約束したが、今やその真の性質に対するより現実的な理解を通じて、実用的で、しかし繊細な革新をもたらしている。

ظل همسٌ مستمرٌ لضد الجاذبية يحيط بتأثير "بيفلد-براون"، ظاهرة كهربائية غريبة. عندما تتدفق جهدٌ عالٍ عبر مكثف غير متماثل، يظهر دفعٌ خفيفٌ من لا شيء تقريبًا نحو القطب الأصغر، مما يتحدى الفيزياء التقليدية.

في همسة هادئة للملaboratories عالية الجهد وفي ارتفاع الطائرات الهاوين "lifter"، تظهر قوة غريبة. مجال كهربائي غير متماثل، عندما يُطبق بشكل صحيح، يدفع ضد الهواء نفسه، مما يخلق دفعًا كان يُعتقد أنه يتعارض مع الجاذبية.

تبدأ القصة مع Thomas Townsend Brown في العشرينيات من القرن العشرين. كان براون طالبًا في المدرسة الثانوية في ولاية أوهايو، حيث تجري تجاربه مع المجالات الكهربائية عالية الجهد وأنابيب الأشعة السينية. لاحظ أنه عندما وُضعت أنبوب كوليدج على ميزان و تعرض لشحنة كهربائية عالية، تغيرت كتلتها الظاهرة بشكل طفيف اعتمادًا على اتجاه توجيهها. هذه الملاحظة المربكة دفعته إلى افتراض تفاعل مباشر بين الكهرباء والجاذبية، والذي سماه "الكهرومغناطيسية". كان يعتقد في البداية أنه تأثر بالجاذبية الكهربائيًا بطريقة ما، مما دفعه إلى تصميم أنظمة دفع تعتمد على هذا المبدأ الجديد. وفي عام 1927، قدم براءة اختراع بعنوان "طريقة إنتاج قوة أو حركة"، تصف طريقة كهربائية لتحكم الجاذبية في القوة الخطية. بعد عامين، في مجلة *العلم والإختراع*، تفاصيل براون "الجاذب"، وهو جهاز مصمم ليتحرك دون محركات تقليدية أو مروحة أو عجلات، ويعتمد فقط على هذه مبادئ "الكهرومغناطيسية". حتى أنه تصور مستقبلًا حيث ستنقل هذه التكنولوجيا كل شيء من السفن البحرية إلى السيارات الفضائية المستقبلية.

أصبح عمل براون مرتبطًا باسم Paul Alfred Biefeld، أستاذ الفيزياء وال天文学 في جامعة دينسون. زعم براون أن بيفيلد كان معلمًا له وشريكًا في التجارب، مما أعطى مصداقيته العلمية لنظرية. أدت هذه العلاقة إلى انتشار الظاهرة على نطاق واسع باسم "تأثير بيفيلد-براون". تتميز هذه الأجهزة بسعة غير متماثلة - عادةً إلكترود صغير حاد وإلكترود كبير ناعم - توليد دفع نحو الإلكترود الأصغر عندما تُطبق جهد عالي. كان براون يعتقد باستمرار أن هذا التأثير يظهر وسيلة لاستغلال قوة مضادة للجاذبية غامضة.

تفسير تيار الأيونات

على مدى العقود، أثار تأثير بيفيلد-براون التكهنات حول الفيزياء الغريبة والمضادة للجاذبية. ومع ذلك، أدى التحقيق العلمي الدقيق والتجارب التكرارية إلى تقارب كبير حول تفسير أكثر تقليدية، لكنها لا تزال مثيرة للاهتمام: ion wind. هذه الظاهرة، حجر أساس electrohydrodynamics (EHD)، تعتمد على مبادئ corona discharge. عندما تُطبق جهد كهربائي كافٍ، غالبًا في نطاق كيلو فولت، بين إلكترودين بأشكال مختلفة - مثل سلك رفيع وصفائح واسعة - تتطور مجال كهربائي قوي حول الإلكترود الحاد.

هذا المجال المحلي القوي يزيل الإلكترونات من جزيئات الهواء المحايدة في محيطه، مما يخلق سحابة من الأيونات المشحونة. إذا كان الإلكترود الحاد موجبًا، تتشكل أيونات موجبة وتنبثق بقوة من هذا الإلكترود في الوقت نفسه تجذبها قوى كولوم نحو الإلكترود الأكبر المشحون سلبًا. بينما تتسارع هذه الأيونات عبر الفجوة، تتصادم مرارًا وتكرارًا مع جزيئات الهواء المحايدة. ينقل كل تصادم كمية صغيرة من الزخم، وجمعًا لجميع هذه التأثيرات المتعددة، ينتج تدفق الهواء الجماعي، وهو "رياح" غير مرئية تدفع ضد الجهاز. يؤدي هذا التدفق المستمر للتصادمات إلى قوة دفع صافية، مما يدفع النظام بأكمله في الاتجاه المعاكس لتدفق الأيونات. يكون التأثير أكثر وضوحًا في الهواء الجوي، حيث توجد كميات وفيرة من الجزيئات المحايدة المتاحة للتأين والنقل الزماني.

القيود والتطبيقات الحديثة

القوى الناتجة عن هذا الآلية الكهروكينية عادة ما تكون متواضعة. و بشكل حاسم، أظهرت محاولات تكرار تأثير بيفيلد-براون في الفراغ، حيث يمنع غياب جزيئات الهواء كلاً من تفريغ القوس والرياح الأيونية، بشكل دائم عدم وجود دفع ملحوظ. تؤكد هذه الملاحظة التجريبية الرئيسية على رفض فرضية براون الأصلية حول المضادة للجاذبية، وتعزز بشكل قاطع أن التأثير هو نتيجة الديناميكا الكهربائية الجوية وليس تفاعلًا مع قوى الجاذبية الأساسية. على سبيل المثال، أظهرت دراسة عام 2004 من قبل تاجمار، الباحث البارز في الدفع المتقدم، عدم وجود دفع خطي عندما تم استبعاد تأثيرات الرياح الكهربائية، مما يشير إلى طبيعته الكهروдинاميكية النقية.

رغم سوء فهمه كمصدر مضاد للجاذبية، فإن المبادئ الأساسية لدفع EHD تظل مجالًا خصبًا للتطبيق العملي. تُظهر التجارب المعروفة "الرفع"، الأطر المثلثة أو المستطيلة الصغيرة المبنية غالبًا من خشب البالسا والفلين، ارتفاعًا صامتًا عندما تُطبق جهد عالي، مما يوفر دليلاً بصريًا على قوة الرياح الأيونية. خارج المشاريع الهواة، تدرس الأبحاث الحديثة محركات EHD لدفع صامت وعالي الكفاءة في الطائرات المُسيرة المصممة للرحلات العالية أو طويلة الأمد. تشمل التطبيقات الأخرى التحكم الدقيق في تدفق الهواء لتبريد الإلكترونيات الدقيقة، حيث يمكن لضواغط EHD توجيه الهواء دون ضجيج أو تآكل ميكانيكي يُذكر للفانوس التقليدية، مما يستغل نفس ظاهرة تفريغ القوس الأيوني التي لاحظها براون لأول مرة، ولكن الآن مع فهم واضح ومبنية على الفيزياء.

ما لا نزال لا نعرفه

رغم أن تفسير الرياح الأيونية لتأثير بيفيلد-براون مقبول على نطاق واسع، فإن حدود الكفاءة وقابلية توسيع محركات الكهروهيدروديناميكية لتطبيقات أكبر تظل مجالات نشطة للبحث الهندسي. هل يمكن تحسين نقل الزخم ليتنافس مع أنظمة الدفع التقليدية في بيئات معينة؟

كما أن التأثيرات طويلة المدى لتفريغ القوس الكهربائي المستمر على خصائص المواد وتركيب الهواء في الأنظمة المغلقة، خصوصًا في تطبيقات التبريد الكهروهيدروديناميكية، تتطلب استمرار الدراسة لضمان سلامتها وطول عمرها.

و على الرغم من كشف زيف المزاعم المضادة للجاذبية، فإن البحث عن فيزياء الدفع الجديدة حقًا لا يزال مستمرًا، مُحفزًا جزئيًا من جاذبية الظواهر مثل الاستثناء بيفيلد-براون، مما يدفع الحدود لما نفهمه عن الكهرومغناطيسية وتفاعلها مع المادة.

يُعد تأثير بيفيلد-براون شاهدًا على التفاعل المعقد بين الكهرباء والديناميكا الهوائية، ظاهرة كانت تُبشر بقفزات مستحيلة في الماضي، لكنها الآن توفر ابتكارات عملية، إن لم تكن دقيقة، من خلال فهم أكثر واقعية لطبيعتها الحقيقية.

Un murmure persistant d'antigravité a longtemps entouré l'effet Biefeld–Brown, un phénomène électrique singulier. Lorsque la haute tension parcourt un condensateur asymétrique, une poussée subtile surgit, semblant jaillir de rien, vers l'électrode plus petite, défiant la physique conventionnelle.

Dans le doux bourdonnement des laboratoires à haute tension et dans la montée vers le ciel des engins amateurs appelés « lifter », une force étrange se manifeste. Un champ électrique asymétrique, appliqué correctement, pousse contre l'air lui-même, créant une propulsion autrefois censée défier la gravité.

L'histoire commence avec Thomas Townsend Brown dans les années 1920. Étudiant encore au lycée dans l'Ohio, Brown expérimentait avec des champs électriques à haute tension et des tubes à rayons X. Il remarqua qu'en plaçant un tube de Coolidge sur une balance et en le soumettant à une charge électrique élevée, sa masse apparente changeait subtilement selon son orientation. Cette observation troublante l'amena à formuler l'hypothèse d'une interaction directe entre l'électricité et la gravité, qu'il nomma « électrogravité ». Son premier avis était qu'il avait trouvé un moyen d'influencer la gravité par l'électricité, ce qui le conduisit à concevoir des systèmes de propulsion basés sur ce nouveau principe. En 1927, il déposa un brevet intitulé « Méthode de production de force ou de mouvement », décrivant une méthode électrique pour contrôler la gravité afin de produire une force linéaire. Deux ans plus tard, dans *Science and Invention*, Brown détailla son « gravitateur », un dispositif conçu pour se déplacer sans moteurs, hélices ou roues conventionnels, s'appuyant uniquement sur ces principes d'« électrogravitation ». Il imagina même un avenir où cette technologie ferait avancer tout, des paquebots aux voitures spatiales futuristes.

Les travaux de Brown se lièrent au nom de Paul Alfred Biefeld, professeur de physique et d'astronomie à l'Université Denison. Brown affirmait que Biefeld était son mentor et co-expérimentateur, conférant ainsi une crédibilité scientifique à ses théories. Cette association fit connaître le phénomène sous le nom d'« effet Biefeld–Brown ». Ces dispositifs, dotés d'un condensateur asymétrique — généralement un petit électrode pointu et un plus grand, lisse — génèrent une poussée vers l'électrode plus petite lorsqu'une haute tension est appliquée. Brown croyait fermement que cet effet démontrait un moyen d'accéder à une force anti-gravitationnelle mystérieuse.

L'explication par le vent ionique

Pendant des décennies, l'effet Biefeld–Brown a alimenté des spéculations sur la physique exotique et l'anti-gravité. Cependant, des investigations scientifiques rigoureuses et des tentatives de reproduction ont largement convergé vers une explication plus conventionnelle, mais néanmoins intrigante : le ion wind. Ce phénomène, pilier de la electrohydrodynamics (EHD), repose sur les principes de la corona discharge. Lorsqu'une tension suffisamment élevée, souvent dans la gamme des kilovolts, est appliquée entre deux électrodes de formes différentes — comme un fil fin et une plaque large — un champ électrique intense se développe autour de l'électrode plus pointue.

Ce champ électrique localisé et puissant arrache des électrons des molécules d'air neutres à proximité, créant un nuage d'ions chargés. Si l'électrode pointue est positive, des ions positifs sont formés et fortement repoussés par cette électrode, tout en étant attirés vers l'électrode plus grande, négativement chargée, par des forces coulombiennes. Alors que ces ions s'accélèrent à travers l'espace, ils entrent en collision répétée avec des molécules d'air neutres. Chaque collision transfère une petite quantité de mouvement, et collectivement, ces impacts multiples créent un flux global d'air, un vent invisible qui pousse sur l'appareil. Ce courant continu de collisions engendre une force propulsive nette, poussant efficacement l'ensemble du système dans la direction opposée à celui de l'écoulement des ions. L'effet est le plus marqué dans l'air atmosphérique, où il existe une abondance de molécules neutres disponibles pour l'ionisation et le transfert de mouvement.

Limites et applications modernes

Les forces générées par ce mécanisme électrocinétique sont généralement modestes. En outre, les tentatives de reproduire l'effet Biefeld–Brown dans le vide, où l'absence de molécules d'air élimine à la fois la décharge de couronne et le vent ionique, n'ont jamais produit de poussée significative. Cette découverte expérimentale clé réfute l'hypothèse originale d'anti-gravité de Brown, établissant fermement l'effet comme une conséquence de l'électrodynamique atmosphérique plutôt qu'une interaction avec les forces gravitationnelles fondamentales. Par exemple, une étude de 2004 menée par Tajmar, chercheur reconnu en propulsion avancée, n'a trouvé aucune poussée linéaire en excluant les effets du vent de couronne, confirmant ainsi sa nature purement électrodynamique.

Malgré sa mauvaise interprétation en tant qu'anti-gravité, les principes sous-jacents de la propulsion EHD restent un domaine fertile d'applications pratiques. Les démonstrations bien connues des « lifter », des cadres triangulaires ou rectangulaires souvent construits en bois de balsa et en feuille d'aluminium, s'élèvent silencieusement lorsqu'une haute tension est appliquée, offrant une preuve visuelle de la puissance du vent ionique. Au-delà des projets amateurs, la recherche moderne explore les propulseurs EHD pour la propulsion silencieuse et à haute efficacité dans des drones conçus pour des missions à haute altitude ou à longue durée. D'autres applications incluent le contrôle précis de l'écoulement d'air pour le refroidissement des microélectroniques, où les pompes EHD peuvent diriger l'air sans le bruit ou l'usure mécanique des ventilateurs traditionnels, utilisant exactement les mêmes phénomènes de décharge de couronne et de vent ionique observés par Brown, mais maintenant avec une compréhension claire basée sur la physique.

Ce que nous ne savons toujours pas

Bien que l'explication du vent ionique pour l'effet Biefeld–Brown soit largement acceptée, les limites d'efficacité des propulseurs électrohydrodynamiques et leur échelle possible pour des applications plus grandes restent des domaines actifs de recherche en ingénierie. Peut-on maximiser le transfert de mouvement pour rivaliser avec les systèmes de propulsion conventionnels dans certains environnements ?

Les effets à long terme d'une décharge de couronne à haute tension prolongée sur les matériaux et la composition de l'air dans des systèmes fermés, notamment pour des applications comme le refroidissement EHD, nécessitent également une investigation continue afin d'assurer leur sécurité et leur durabilité.

Et bien que les affirmations d'anti-gravité aient été réfutées, la poursuite de nouvelles physiques de propulsion reste active, en partie inspirée par le charme persistant d'effets tels que l'anomalie Biefeld–Brown, poussant les limites de ce que nous comprenons sur l'électromagnétisme et son interaction avec la matière.

L'effet Biefeld–Brown demeure un témoin de l'interaction complexe entre l'électricité et la dynamique des fluides, un phénomène qui autrefois promettait des sauts impossibles, mais qui maintenant offre des innovations pratiques, si subtiles, grâce à une compréhension plus terre-à-terre de sa véritable nature.

Sebuah bisikan tetap mengenai anti-gravitasi telah lama mengelilingi efek Biefeld–Brown, fenomena listrik yang aneh. Ketika tegangan tinggi mengalir melalui kapasitor asimetris, dorongan halus muncul, seolah-olah dari kekosongan, menuju elektroda yang lebih kecil, menantang fisika konvensional.

Dalam gema tenang laboratorium bertegangan tinggi dan dalam terbangnya pesawat "lifter" yang dibuat oleh penggemar, sebuah kekuatan aneh muncul. Sebuah medan listrik yang tidak simetris, bila diterapkan dengan benar, mendorong udara itu sendiri, menciptakan daya dorong yang dulu dianggap melawan gravitasi.

Cerita ini dimulai dengan Thomas Townsend Brown pada tahun 1920-an. Masih seorang siswa sekolah menengah di Ohio, Brown bereksperimen dengan medan listrik bertegangan tinggi dan tabung sinar-X. Ia menyadari bahwa ketika sebuah tabung Coolidge, yang ditempatkan di atas timbangan, dikenai muatan listrik tinggi, massa yang tampaknya berubah secara halus tergantung pada orientasinya. Pengamatan yang membingungkan ini mendorongnya untuk menyusun hipotesis bahwa ada interaksi langsung antara listrik dan gravitasi, yang ia sebut "elektrogravitasi." Keyakinan awalnya adalah bahwa ia telah mempengaruhi gravitasi secara elektronik, sehingga mendorongnya merancang sistem propulsi berdasarkan prinsip baru ini. Pada tahun 1927, ia mengajukan paten berjudul "Metode Menghasilkan Gaya atau Gerak," yang menggambarkan metode listrik untuk mengendalikan gravitasi demi menghasilkan gaya linear. Dua tahun kemudian, dalam *Science and Invention*, Brown menjelaskan "gravitator"-nya, sebuah perangkat yang dirancang untuk bergerak tanpa mesin konvensional, baling-baling, atau roda, hanya mengandalkan prinsip-prinsip "elektrogravitasi" ini. Ia bahkan membayangkan masa depan di mana teknologi semacam ini akan mendorong segala sesuatu mulai dari kapal laut hingga mobil luar angkasa yang futuristik.

Karya Brown menjadi terkait erat dengan nama Paul Alfred Biefeld, seorang profesor fisika dan astronomi di Denison University. Brown mengklaim bahwa Biefeld adalah gurunya dan mitra eksperimennya, memberikan kredibilitas ilmiah pada teorinya. Asosiasi ini menyebabkan fenomena ini dikenal secara luas sebagai "efek Biefeld–Brown." Perangkat-perangkat ini, yang memiliki kapasitor tidak simetris—biasanya elektroda kecil yang tajam dan satu yang lebih besar serta halus—menghasilkan dorongan ke arah elektroda yang lebih kecil ketika tegangan tinggi diterapkan. Brown konsisten percaya bahwa efek ini menunjukkan adanya cara untuk memanfaatkan kekuatan anti-gravitasi yang misterius.

Penjelasan angin ion

Selama beberapa dekade, efek Biefeld–Brown memicu spekulasi tentang fisika eksotis dan anti-gravitasi. Namun, investigasi ilmiah yang ketat dan upaya replikasi telah secara umum menyatu pada penjelasan yang lebih konvensional, meskipun tetap menarik: ion wind. Fenomena ini, batu loncatan dari electrohydrodynamics (EHD), bergantung pada prinsip-prinsip corona discharge. Ketika tegangan yang cukup tinggi, sering kali dalam kisaran kilovolt, diterapkan antara dua elektroda yang bentuknya berbeda—seperti kawat halus dan pelat lebar—medan listrik yang intens terbentuk di sekitar elektroda yang lebih tajam.

Medan listrik lokal yang kuat ini mengupas elektron dari molekul udara netral di sekitarnya, menciptakan awan ion yang bermuatan. Jika elektroda tajam bermuatan positif, ion positif terbentuk dan kemudian secara kuat ditolak oleh elektroda ini sambil sekaligus tertarik menuju elektroda yang lebih besar dan bermuatan negatif melalui gaya Coulomb. Saat ion-ioni ini berakselerasi melintasi celah, mereka terus-menerus bertabrakan dengan molekul udara netral. Setiap tumbukan mentransfer sedikit momentum, dan secara kolektif, dampak-dampak ini menciptakan aliran udara massal, angin tak terlihat yang mendorong perangkat. Aliran tabrakan yang berkelanjutan ini menghasilkan gaya dorong bersih, secara efektif mendorong seluruh sistem ke arah yang berlawanan dengan aliran ion. Efek ini paling jelas terlihat di udara atmosfer, tempat terdapat banyak molekul netral yang tersedia untuk ionisasi dan transfer momentum.

Batasan dan aplikasi modern

Gaya yang dihasilkan oleh mekanisme elektrokinetik ini biasanya kecil. Yang lebih penting, upaya-upaya untuk mereplikasi efek Biefeld–Brown di ruang hampa, di mana kekurangan molekul udara menghalangi discharge korona dan angin ion, konsisten menghasilkan dorongan yang tidak signifikan. Temuan eksperimental kunci ini menyanggah hipotesis asli Brown tentang anti-gravitasi, dengan tegas menetapkan efek ini sebagai akibat dinamika elektro atmosfer, bukan interaksi dengan gaya gravitasi dasar. Sebagai contoh, studi tahun 2004 oleh Tajmar, seorang peneliti terkemuka di bidang propulsi canggih, tidak menemukan dorongan linear ketika memperhitungkan efek angin korona, menunjukkan sifatnya yang murni elektrodinamis.

Meskipun miskonsepsinya sebagai anti-gravitasi, prinsip dasar propulsi EHD tetap menjadi area yang subur untuk aplikasi praktis. Demonstrasi "lifter" yang terkenal, bingkai segitiga atau persegi panjang kecil yang sering terbuat dari kayu balsa dan foil, naik secara diam-diam ketika tegangan tinggi diterapkan, memberikan bukti visual tentang kekuatan angin ion. Di luar proyek penggemar, penelitian modern sedang mengeksplorasi thruster EHD untuk propulsi yang tenang dan efisien tinggi dalam drone yang dirancang untuk misi ketinggian tinggi atau durasi lama. Aplikasi lainnya termasuk kontrol aliran udara yang presisi untuk pendinginan elektronik mikro, di mana pompa EHD dapat mengarahkan udara tanpa kebisingan atau keausan mekanis dari kipas konvensional, memanfaatkan fenomena discharge korona dan angin ion yang pertama kali diamati Brown, tetapi kini dengan pemahaman berbasis fisika yang jelas.

Apa yang masih kita tidak tahu

Meskipun penjelasan angin ion untuk efek Biefeld–Brown secara luas diterima, batas efisiensi dan skalabilitas thruster elektrohidrodinamik untuk aplikasi yang lebih besar tetap menjadi area penelitian rekayasa aktif. Apakah transfer momentum dapat dimaksimalkan untuk bersaing dengan sistem propulsi konvensional dalam lingkungan tertentu?

Efek jangka panjang discharge korona bertegangan tinggi terhadap material dan komposisi udara dalam sistem tertutup, khususnya untuk aplikasi seperti pendinginan EHD, juga memerlukan investigasi terus-menerus untuk memastikan keselamatan dan daya tahan.

Dan meskipun klaim anti-gravitasi telah dibantah, pengejaran fisika propulsi yang benar-benar baru terus berlanjut, sebagian terinspirasi oleh daya tarik abadi dari efek seperti anomali Biefeld-Brown, mendorong batas-batas pemahaman kita tentang elektromagnetisme dan interaksinya dengan materi.

Efek Biefeld–Brown berdiri sebagai bukti interaksi yang kompleks antara listrik dan dinamika fluida, fenomena yang dulu menjanjikan lompatan yang mustahil, tetapi kini menawarkan inovasi praktis, meskipun halus, melalui pemahaman yang lebih terukur tentang sifat sebenarnya fenomena tersebut.

장기간 지속된 반중력에 대한 속삭임이 비펠드-브라운 효과라는 특이한 전기 현상에 둘러싸여 있다. 고전압이 비대칭 캐패시터를 통과할 때, 작은 전극 쪽으로 마치 아무것도 없는 공간에서 우러나듯 미묘한 푸시가 발생하며, 이는 기존 물리학을 과감히 도전한다.

고전압 실험실의 조용한 소리와 아마추어 "리프터" 기체의 하늘로 뻗어나가는 움직임 속에서, 이상한 힘이 나타난다. 비대칭 전기장이 올바르게 적용되면 공기 자체에 힘을 가해 중력에 반항하는 추진력이 발생한다.

이 이야기는 Thomas Townsend Brown의 1920년대에 시작된다. 오하이오에서 고등학생이던 브라운은 고전압 전기장과 X선관을 실험했다. 그는 쿨리지관을 저울에 올려놓고 고전압을 가했을 때, 방향에 따라 그 질량이 약간 변한다는 것을 알아챘다. 이 혼란스러운 관찰은 전기와 중력 사이의 직접적인 상호작용이라는 가설을 낳았으며, 그는 이를 '전자중력학(electrogravitics)'이라고 명명했다. 그의 초기 믿음은 전자적으로 중력을 영향을 주었다는 것이었고, 이 새로운 원리에 기반한 추진 시스템을 설계하게 되었다. 1927년, 그는 "힘 또는 운동을 발생시키는 방법"이라는 제목의 특허를 신청했는데, 이는 중력을 직선 운동으로 제어하는 전기적 방법을 설명했다. 2년 뒤, 브라운은 『사이언스 앤 인베이전트(Science and Invention)』에 그의 "중력기(gravitator)"에 대해 상세히 기술했는데, 이는 기통, 프로펠러, 바퀴 없이 이 '전자중력학' 원리만을 이용해 움직이는 장치였다. 그는 심지어 미래에 이러한 기술이 해양선박에서부터 미래형 우주 자동차에 이르기까지 모든 것을 추진할 것이라고 상상했다.

브라운의 연구는 Paul Alfred Biefeld, 데니슨 대학교 물리학과 천문학과 교수의 이름과 밀접하게 연결되었다. 브라운은 빌펠드가 자신의 조언자이자 공동 실험자였다고 주장하며, 자신의 이론에 과학적 신뢰성을 부여했다. 이 연관성으로 인해 이 현상은 널리 알려진 "빌펠드-브라운 효과(Biefeld–Brown effect)"로 알려지게 되었다. 이러한 장치는 비대칭 콘덴서를 특징으로 하며, 일반적으로 작은 날카로운 전극과 더 큰 매끄러운 전극이 있다. 고전압이 가해질 때, 이 장치는 작은 전극 쪽으로 힘을 생성한다. 브라운은 항상 이 효과가 미스터리한 반중력력을 이용하는 방법을 보여준다고 믿었다.

이온 바람 설명

수십 년 동안 빌펠드-브라운 효과는 이질적인 물리학과 반중력에 대한 추측을 불러일으켰다. 하지만 엄격한 과학적 조사와 실험 재현 시도는 대부분 더 일반적이지만 여전히 흥미로운 설명으로 수렴되었다. 바로 ion wind이다. 이 현상은 electrohydrodynamics(EHD)의 핵심 요소이며, corona discharge의 원리에 기반한다. 충분히 높은 전압, 보통 킬로볼트 단위가 두 가지 다른 형태의 전극 사이에 가해지면, 예를 들어 얇은 와이어와 넓은 판 사이에, 강력한 전기장이 날카로운 전극 주변에 생성된다.

이 지역적이고 강력한 전기장은 주변의 중성 공기 분자로부터 전자를 박리시켜, 이온의 구름을 만들어낸다. 날카로운 전극이 양전하일 경우, 양이온이 형성되고, 이 이온들은 강하게 이 전극에 의해 밀려나며 동시에 쿨롱의 힘에 의해 더 큰 음전하 전극으로 끌어당겨진다. 이 이온들이 간격을 지나가며 가속될 때, 중성 공기 분자와 반복적으로 충돌한다. 각 충돌은 미세한 운동량을 전달하지만, 수많은 충돌의 총합은 공기의 대량 흐름, 즉 장치에 저항하는 보이지 않는 "바람"을 생성한다. 이 지속적인 충돌의 결과로, 전체 시스템에 순수한 추진력이 생기며, 이는 이온 흐름과 반대 방향으로 시스템을 밀어낸다. 이 효과는 대기 공기에서 가장 두드러지는데, 이온화와 운동량 전달을 위한 중성 분자가 풍부하기 때문이다.

한계와 현대적 응용

이 전기동역학 메커니즘으로 생성된 힘은 일반적으로 미약하다. 중요한 것은, 공기 분자가 없는 진공 상태에서 빌펠드-브라운 효과를 재현하려는 시도는 항상 유의미한 추진력이 없었다는 점이다. 이 핵심 실험적 발견은 브라운의 원래 반중력 가설을 반박하며, 이 효과가 기본 중력력과의 상호작용이 아니라 대기 전기역학의 결과임을 확실히 입증했다. 예를 들어, 2004년 타이마르(Tajmar)라는 선도적인 고급 추진 연구자에 의해 수행된 연구는 코로나 바람 효과를 제외하면 직선 추진력이 나타나지 않았으며, 이는 순수한 전기역학적 성격임을 보여주었다.

반중력으로 오해되었음에도 불구하고, EHD 추진의 근본 원리는 여전히 실용적 응용 분야로 풍부한 가능성을 제공한다. 잘 알려진 "리프터" 시연 장치는 종종 밸사 목재와 알루미늄 호일로 만들어진 삼각형 또는 사각형의 작은 프레임으로, 고전압이 가해지면 조용히 상승하며, 이온 바람의 힘을 시각적으로 보여준다. 취미 프로젝트를 넘어서, 현대 연구는 고공 비행이나 장시간 비행을 위한 드론에 조용하고 고효율의 추진 시스템으로 EHD 추진기를 탐구하고 있다. 또 다른 응용 분야는 미세전자기기의 냉각을 위한 정밀한 공기 흐름 제어에 있으며, 여기서 EHD 펌프는 전통적인 팬의 소음이나 기계적 마모 없이 공기를 유도할 수 있다. 브라운이 처음 관찰한 것과 동일한 코로나 방전과 이온 바람 현상이지만, 이제는 명확하고 물리학 기반의 이해를 바탕으로 활용되고 있다.

여전히 알지 못하는 것들

이온 바람이 빌펠드-브라운 효과를 설명한다는 것은 널리 받아들여졌지만, 전기수력 추진기의 효율 한계와 더 큰 응용 분야로의 확장 가능성은 여전히 엔지니어링 연구의 활발한 주제이다. 운동량 전달을 극대화하여 특정 환경에서 기존 추진 시스템과 경쟁할 수 있을까?

장기적으로 지속적인 고전압 코로나 방전이 폐쇄 시스템 내의 재료와 공기 성분에 미치는 영향, 특히 EHD 냉각 같은 응용 분야에서는 안전성과 수명 확보를 위해 지속적인 연구가 필요하다.

반중력 주장이 허위로 밝혀졌지만, 진정한 새로운 추진 물리학의 탐구는 여전히 이어지고 있으며, 빌펠드-브라운 현상과 같은 효과가 지닌 매력적인 가능성에 영감을 받아, 전자기학과 물질 간 상호작용에 대한 이해의 경계를 확장하고 있다.

빌펠드-브라운 효과는 전기와 유체 역학 사이의 복잡한 상호작용을 보여주는 증거로, 한때 불가능한 도약을 약속했던 현상이 이제는 그 본질을 바탕으로 실질적이지만 미묘한 혁신을 제공하고 있다.

Ein anhaltendes Flüstern der Antigravitation hat den Biefeld–Brown-Effekt, ein merkwürdiges elektrisches Phänomen, lange umgeben. Wenn hohe Spannung durch einen asymmetrischen Kondensator fließt, entsteht eine subtile Schubkraft, scheinbar aus dem Nichts, in Richtung des kleineren Elektrodenendes, wodurch die konventionelle Physik herausgefordert wird.

In dem leisen Summen der Hochspannungslabore und im aufwärtsdriften der Lifter-Flugzeuge der Amateure zeigt sich eine seltsame Kraft. Ein asymmetrisches elektrisches Feld, richtig angewandt, drückt gegen die Luft selbst, wodurch eine Antriebskraft entsteht, die einst als Schwerkraftverletzung geglaubt wurde.

Die Geschichte beginnt mit Thomas Townsend Brown in den 1920er Jahren. Noch Schüler an einer High School in Ohio, experimentierte Brown mit Hochspannungs-Feldern und Röntgenröhren. Er bemerkte, dass, wenn eine Coolidge-Röhre, auf einer Waage platziert, einer hohen elektrischen Ladung ausgesetzt wurde, ihre scheinbare Masse sich subtil nach ihrer Ausrichtung unterschied. Diese verblüffende Beobachtung führte ihn dazu, eine direkte Wechselwirkung zwischen Elektrizität und Schwerkraft zu vermuten, die er „Elektrogravitation“ nannte. Seine frühe Überzeugung war, dass er auf irgendeine Weise die Schwerkraft elektronisch beeinflusst hatte, was ihn dazu brachte, Antriebssysteme auf dieser neuen Prinzipienbasis zu entwerfen. Im Jahr 1927 beantragte er ein Patent mit dem Titel „Method of Producing Force or Motion“, das eine elektrische Methode zur Schwerkraftkontrolle für lineare Kräfte beschrieb. Zwei Jahre später, in *Science and Invention*, beschrieb Brown seinen „Gravitator“, ein Gerät, das ohne konventionelle Motoren, Propeller oder Räder bewegen sollte, allein auf Grund dieser Prinzipien der „Elektrogravitation“. Er stellte sogar eine Zukunft vor, in der solche Technologie alles von Ozeandampfern bis hin zu futuristischen Raumautos antreiben würde.

Browns Arbeit verband sich mit dem Namen von Paul Alfred Biefeld, einem Professor für Physik und Astronomie an der Denison University. Brown behauptete, Biefeld sei sein Mentor und Mitforscher gewesen, was seiner Theorie wissenschaftliche Glaubwürdigkeit verlieh. Diese Verbindung führte dazu, dass das Phänomen weit verbreitet als „Biefeld–Brown-Effekt“ bekannt wurde. Diese Geräte, mit einem asymmetrischen Kondensator ausgestattet – typischerweise ein kleiner, scharfer Elektrode und eine größere, glatte – erzeugten bei Anlegen einer Hochspannung eine Druckkraft in Richtung der kleineren Elektrode. Brown glaubte stets, dass dieser Effekt eine Möglichkeit demonstrierte, eine geheimnisvolle Antigravitationskraft anzuzapfen.

Die Erklärung durch den Ionenwind

Für Jahrzehnte fachte der Biefeld–Brown-Effekt Spekulationen über exotische Physik und Antigravitation an. Doch sorgfältige wissenschaftliche Untersuchungen und Replikationsversuche haben sich größtenteils auf eine konventionellere, dennoch faszinierende Erklärung geeinigt: den ion wind. Dieses Phänomen, ein Grundpfeiler der electrohydrodynamics (EHD), basiert auf den Prinzipien der corona discharge. Wenn eine ausreichend hohe Spannung, oft im Kilovoltbereich, zwischen zwei Elektroden unterschiedlicher Form – wie ein dünnes Draht und eine breite Platte – angelegt wird, entsteht ein intensives elektrisches Feld um die scharfe Elektrode.

Dieses lokalisierte, starke elektrische Feld entzieht Elektronen den neutralen Luftmolekülen in seiner Umgebung und erzeugt eine Wolke aus geladenen Ionen. Wenn die scharfe Elektrode positiv geladen ist, entstehen positive Ionen, die von dieser Elektrode stark abgestoßen werden, während sie gleichzeitig durch Coulomb-Kräfte von der größeren, negativ geladenen Elektrode angezogen werden. Während diese Ionen über den Abstand beschleunigen, kollidieren sie wiederholt mit neutralen Luftmolekülen. Jede Kollision überträgt eine winzige Menge an Impuls, und zusammen erzeugen diese zahlreichen Zusammenstöße einen Massenstrom von Luft, einen unsichtbaren „Wind“, der gegen das Gerät drückt. Dieser anhaltende Strom von Kollisionen erzeugt eine resultierende Antriebskraft, die effektiv das gesamte System in die entgegengesetzte Richtung des Ionenflusses schiebt. Der Effekt ist besonders ausgeprägt in der Atmosphärenluft, wo es eine Fülle an neutralen Molekülen gibt, die ionisiert und Impuls übertragen werden können.

Grenzen und moderne Anwendungen

Die durch dieses elektrokinetische Prinzip erzeugten Kräfte sind typischerweise bescheiden. Entscheidend ist, dass Versuche, den Biefeld–Brown-Effekt im Vakuum zu replizieren, wo das Fehlen von Luftmolekülen sowohl den Kriechentladungseffekt als auch den Ionenwind ausschließt, konsistent zu keiner nennenswerten Antriebskraft führten. Diese zentrale experimentelle Erkenntnis widerlegte Browns ursprüngliche Antigravitationshypothese und stellte den Effekt eindeutig als eine Folge der atmosphärischen Elektrodynamik dar, nicht als Wechselwirkung mit grundlegenden Schwerkraftkräften. So fand beispielsweise eine 2004 durchgeführte Studie von Tajmar, einem führenden Forscher auf dem Gebiet der fortgeschrittenen Antriebstechnik, keine lineare Antriebskraft, wenn man den Kriechwind-Effekt ausschloss, was auf eine rein elektrodynamische Natur hindeutete.

Trotz seiner Fehlinterpretation als Antigravitation bleiben die zugrundeliegenden Prinzipien der EHD-Antriebstechnik ein fruchtbares Feld für praktische Anwendungen. Die bekannten „Lifter“-Demonstrationen, kleine dreieckige oder rechteckige Rahmen, oft aus Fichtenholz und Folie gebaut, steigen geräuschlos in die Höhe, wenn eine Hochspannung angelegt wird, was eine visuelle Bestätigung der Kraft des Ionenwinds bietet. Außerhalb von Bastelprojekten erforscht moderne Forschung EHD-Triebwerke für leise, hochwirksame Antriebe in Drohnen, die für Hochflug- oder Langzeitmissionen konzipiert sind. Weitere Anwendungen umfassen die präzise Luftstromkontrolle für die Kühlung von Mikroelektronik, bei der EHD-Pumpen Luft ohne das Geräusch oder die mechanische Abnutzung konventioneller Ventilatoren lenken können, wobei dieselben Kriechentladungs- und Ionenwindphänomene genutzt werden, die Brown als erster beobachtete, jedoch jetzt mit einem klaren, physikalisch begründeten Verständnis.

Was wir immer noch nicht wissen

Obwohl die Erklärung durch den Ionenwind für den Biefeld–Brown-Effekt weit verbreitet anerkannt ist, bleiben die Effizienzgrenzen elektrohydrodynamischer Triebwerke und ihre Skalierbarkeit für größere Anwendungen aktive Bereiche der Ingenieurforschung. Kann der Impulsübertrag optimiert werden, um mit konventionellen Antriebssystemen in bestimmten Umgebungen mitzuhalten?

Die langfristigen Auswirkungen der anhaltenden Hochspannungs-Kriechentladung auf Materialien und die Zusammensetzung der Luft in geschlossenen Systemen, insbesondere bei Anwendungen wie der EHD-Kühlung, erfordern weiterhin Untersuchungen, um ihre Sicherheit und Haltbarkeit zu gewährleisten.

Und obwohl die Behauptungen zur Antigravitation widerlegt wurden, ist die Suche nach neuartigen Antriebsphysiken weiterhin aktiv, inspiriert unter anderem vom anhaltenden Reiz von Effekten wie dem Biefeld-Brown-Anomalie, die die Grenzen dessen erweitern, was wir über Elektromagnetismus und seine Wechselwirkung mit Materie verstehen.

Der Biefeld–Brown-Effekt steht als Beweis für die komplexe Wechselwirkung zwischen Elektrizität und Fluidodynamik, ein Phänomen, das einst unmögliche Sprünge versprach, doch nun durch ein fundierteres Verständnis seiner wahren Natur praktische, wenn auch subtile Innovationen bietet.

Окружающее эффект Бифилда-Брауна явление давно вызывает шепоток, напоминающий антигравитацию. Когда высокое напряжение проходит через несимметричный конденсатор, возникает тонкий импульс, как бы из ниоткуда, в сторону меньшего электрода, что ставит под сомнение традиционную физику.

В тихом гуле лабораторий с высоким напряжением и в подъёме любительских летательных аппаратов "лайфтер" проявляется странная сила. Асимметричное электрическое поле, правильно применённое, давит на сам воздух, создавая тягу, которую когда-то считали способной противостоять гравитации.

История начинается с Thomas Townsend Brown в 1920-х годах. Ещё будучи школьником в Огайо, Браун экспериментировал с электрическими полями высокого напряжения и рентгеновскими трубками. Он заметил, что когда трубка Куллиджа, установленная на весах, подвергалась высокому электрическому заряду, её кажущаяся масса тонко менялась в зависимости от ориентации. Это запутывающее наблюдение привело его к гипотезе прямого взаимодействия между электричеством и гравитацией, которое он назвал "электрогравитацией". Его первоначальная вера заключалась в том, что он каким-то образом повлиял на гравитацию электронно, что вело его к проектированию систем тяги на основе этого нового принципа. В 1927 году он подал патент под названием "Способ создания силы или движения", описывающий электрический метод контроля гравитации для линейной силы. Два года спустя, в журнале *Science and Invention*, Браун подробно описал свой "гравитор", устройство, предназначенное для движения без обычных двигателей, винтов или колёс, полагаясь исключительно на эти принципы "электрогравитации". Он даже предвидел будущее, в котором такая технология будет приводить в движение всё от океанских лайнеров до футуристических космических автомобилей.

Работы Брауна стали связаны с именем Paul Alfred Biefeld, профессора физики и астрономии в Денсоновском университете. Браун утверждал, что Бифельд был его наставником и со-экспериментатором, что придавало его теориям научную достоверность. Эта ассоциация привела к тому, что явление стало широко известным как "эффект Бифельда–Брауна". Эти устройства, с асимметричным конденсатором — обычно маленьким, острым электродом и более крупным, гладким — генерировали тягу в сторону меньшего электрода при приложении высокого напряжения. Браун постоянно верил, что этот эффект демонстрирует способ использования таинственной антигравитационной силы.

Объяснение ионным ветром

Десятилетиями эффект Бифельда–Брауна подогревал спекуляции об экзотической физике и антигравитации. Однако строгие научные исследования и попытки воспроизвести явление в основном сходятся к более привычному, но всё ещё интересному объяснению: ion wind. Это явление, основной камень преткновения electrohydrodynamics (ЭГД), опирается на принципы corona discharge. Когда достаточно высокое напряжение, часто в диапазоне киловольт, прикладывается между двумя электродами разной формы — например, между тонкой проволокой и широкой пластиной — вокруг более острого электрода развивается интенсивное электрическое поле.

Это локализованное, мощное электрическое поле отнимает электроны у нейтральных молекул воздуха в его окрестностях, создавая облако заряженных ионов. Если острый электрод положительный, образуются положительные ионы, которые затем сильно отталкиваются этим электродом, а одновременно притягиваются к более крупному, отрицательно заряженному электроду благодаря кулоновским силам. По мере ускорения ионов через зазор они сталкиваются снова и снова с нейтральными молекулами воздуха. Каждое столкновение передаёт крошечное количество импульса, и совокупность этих множественных ударов создаёт поток воздуха, невидимый "ветер", который давит на устройство. Этот устойчивый поток столкновений приводит к чистой тяге, эффективно толкающей всю систему в направлении, противоположном потоку ионов. Эффект наиболее выражен в атмосферном воздухе, где имеется обилие нейтральных молекул, доступных для ионизации и передачи импульса.

Ограничения и современные применения

Силы, создаваемые этим электрокинетическим механизмом, обычно скромны. Критически важно, что попытки воспроизвести эффект Бифельда–Брауна в вакууме, где отсутствие молекул воздуха исключает как коронный разряд, так и ионный ветер, постоянно давали незначительную тягу. Это ключевое экспериментальное открытие опровергает оригинальную гипотезу Брауна об антигравитации, твёрдо утверждая эффект как следствие атмосферной электродинамики, а не взаимодействия с фундаментальными гравитационными силами. Например, исследование 2004 года, проведённое Таджмаром, ведущим исследователем в области передовых систем тяги, не обнаружило линейной тяги при исключении эффектов коронного ветра, что указывает на его чисто электродинамическую природу.

Несмотря на его неправильную интерпретацию как антигравитации, основные принципы ЭГД-тяги остаются плодотворной областью для практического применения. Известные демонстрации "лайфтеров", небольшие треугольные или прямоугольные рамы, часто сделанные из фанеры и фольги, бесшумно поднимаются при подаче высокого напряжения, предоставляя визуальное подтверждение силы ионного ветра. Помимо проектов любителей, современные исследования изучают ЭГД-двигатели для бесшумной, высокой эффективности тяги в дронах, предназначенных для высокогорных или длительных миссий. Другие применения включают точный контроль воздушного потока для охлаждения микроэлектроники, где ЭГД-насосы могут направлять воздух без шума или механического износа традиционных вентиляторов, используя те же самые явления коронного разряда и ионного ветра, которые впервые наблюдал Браун, но теперь с чётким, физически обоснованным пониманием.

То, чего мы всё ещё не знаем

Хотя объяснение ионным ветром для эффекта Бифельда–Брауна широко принимается, пределы эффективности ЭГД-двигателей и их масштабируемость для более крупных приложений остаются активными направлениями инженерных исследований. Можно ли максимизировать передачу импульса, чтобы конкурировать с традиционными системами тяги в определённых условиях?

Долгосрочные последствия устойчивого высоковольтного коронного разряда на материалы и состав воздуха в закрытых системах, особенно для применений, таких как ЭГД-охлаждение, также требуют дальнейшего изучения для обеспечения их безопасности и долговечности.

И хотя утверждения об антигравитации были опровергнуты, поиск действительно новых физических принципов тяги продолжается, частично вдохновлённый притягательной силой эффектов вроде аномалии Бифельда–Брауна, расширяя границы нашего понимания электромагнетизма и его взаимодействия с веществом.

Эффект Бифельда–Брауна остаётся свидетельством сложного взаимодействия между электричеством и гидродинамикой, явления, которое когда-то обещало невозможные прорывы, но теперь предлагает практические, если и тонкие, инновации благодаря более устойчивому пониманию его истинной природы.

एंटी-गुरुत्वाकर्षण के बारे में एक लंबे समय से चला आ रहा संदेह Biefeld-Brown प्रभाव, एक अजीब विद्युत प्रभाव के चारों ओर लंबे समय तक बना रहा है। जब एक असममित कैपेसिटर में उच्च वोल्टेज प्रवाहित होता है, तो एक हल्का धक्का निकलता है, जैसे कुछ न कुछ से, छोटे इलेक्ट्रोड की ओर, पारंपरिक भौतिकी का चुनौती देता हुआ।

उच्च वोल्टेज प्रयोगशालाओं के शांत शोर और शौकिया "लिफ्टर" विमानों के आकाश की ओर बहाव में, एक अजीब बल दिखाई देता है। एक असममित विद्युत क्षेत्र, सही ढंग से लागू करने पर, हवा के खिलाफ धकेलता है, एक प्रणोदन बनाता है जिसे एक समय गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ खड़ा होने की अद्भुत शक्ति माना जाता था।

कहानी 1920 के दशक में Thomas Townsend Brown के साथ शुरू होती है। ओहायो में अभी उच्च विद्यालय का छात्र था, ब्राउन उच्च वोल्टेज विद्युत क्षेत्रों और एक्स-रे नलिकाओं के साथ प्रयोग कर रहा था। उसने देखा कि जब एक कूलिज ट्यूब, जिसे एक तराजू पर रखा गया था, उच्च विद्युत आवेश के अधीन होता है, तो इसका दृष्टिगोचर द्रव्यमान अपनी ओरीएंटेशन के आधार पर प्रतिलोम रूप से बदल जाता है। यह बेतारह अवलोकन उसे विद्युत और गुरुत्वाकर्षण के बीच सीधे अंतःक्रिया की परिकल्पना करने के लिए ले गया, जिसे वह "इलेक्ट्रोग्रेविटिक्स" कहते थे। उसकी शुरुआती धारणा थी कि उसने किसी तरह गुरुत्वाकर्षण को विद्युतीय रूप से प्रभावित कर लिया है, जिससे उसने इस नए सिद्धांत पर आधारित प्रणोदन तंत्रों का डिज़ाइन किया। 1927 में, उसने "बल या गति उत्पन्न करने की विधि" शीर्षक के एक पेटेंट का आवेदन किया, जिसमें एक विद्युतीय विधि का वर्णन किया गया था जिससे रैखिक बल के लिए गुरुत्वाकर्षण का नियंत्रण किया जा सकता है। दो साल बाद, *साइंस एंड इनवेंशन* में, ब्राउन ने अपने "ग्रेविटेटर" का विस्तार से वर्णन किया, एक ऐसे उपकरण का जो परंपरागत इंजन, प्रोपेलर या पहियों के बिना चलने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जो इन "इलेक्ट्रो-ग्रेविटेशन" के सिद्धांतों पर पूरी तरह निर्भर था। वह भविष्य की कल्पना तक करता था, जहां ऐसी तकनीक ओशन लाइनर्स से लेकर भविष्य के अंतरिक्ष कारों तक कुछ भी प्रणोदित करेगी।

ब्राउन के कार्यों में Paul Alfred Biefeld, डेनिसन विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर के नाम से जुड़ गए। ब्राउन दावा करता था कि बिफेल्ड उसके गुरु और सह-प्रयोगकर्ता थे, जिससे उसके सिद्धांतों को वैज्ञानिक विश्वसनीयता मिली। यह संबंध घटना को व्यापक रूप से "बिफेल्ड-ब्राउन प्रभाव" के रूप में जाने जाने के कारण बन गया। इन उपकरणों में, एक असममित कैपेसिटर होता है- आमतौर पर एक छोटा, तीखा इलेक्ट्रोड और एक बड़ा, चिकना इलेक्ट्रोड- जिस पर उच्च वोल्टेज लगाने पर छोटे इलेक्ट्रोड की ओर एक धक्का पैदा होता है। ब्राउन ने निरंतर विश्वास रखा कि यह प्रभाव किसी रहस्यमय एंटी-ग्रैविटी बल के उपयोग को प्रदर्शित करता है।

आयन हवा की व्याख्या

दशकों तक, बिफेल्ड-ब्राउन प्रभाव विलक्षण भौतिकी और एंटी-ग्रैविटी के बारे में कल्पनाओं को जन्म दे रहा था। हालांकि, विस्तृत वैज्ञानिक जांच और पुनर्प्राप्ति के प्रयास एक अधिक पारंपरिक, लेकिन अभी भी रोचक, व्याख्या पर एकत्र हो गए हैं: ion wind। यह घटना, electrohydrodynamics (ईएचडी) की एक नींव है, जो corona discharge के सिद्धांतों पर निर्भर करती है। जब एक पर्याप्त रूप से उच्च वोल्टेज, अक्सर किलोवोल्ट की सीमा में, दो अलग-अलग आकृतियों के इलेक्ट्रोडों के बीच लागू किया जाता है- जैसे कि एक तार और एक विस्तृत प्लेट- तो तीखे इलेक्ट्रोड के चारों ओर एक तीव्र विद्युत क्षेत्र विकसित हो जाता है।

इस स्थानीय, शक्तिशाली विद्युत क्षेत्र के आसपास के तटस्थ हवा के अणुओं से इलेक्ट्रॉन उखाड़ लिए जाते हैं, जिससे आवेशित आयनों का एक बादल बन जाता है। यदि तीखा इलेक्ट्रोड धनात्मक है, तो धनात्मक आयन बन जाते हैं और फिर इस इलेक्ट्रोड द्वारा तीव्र रूप से प्रतिकर्षित किए जाते हैं, जबकि साथ ही कूलोमिक बलों द्वारा बड़े, ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित किए जाते हैं। इन आयनों के अंतराल के माध्यम से त्वरित गति करते हुए, वे तटस्थ हवा के अणुओं से बार-बार टकराते हैं। प्रत्येक टकराहट थोड़ा सा संवेग के हस्तांतरण का कारण बनती है, और एक साथ, इन असंख्य टक्करों के परिणामस्वरूप हवा का एक बड़ा प्रवाह, एक अदृश्य "हवा" बन जाता है जो उपकरण के खिलाफ धकेलता है। इस टक्करों के निरंतर प्रवाह के परिणामस्वरूप एक शुद्ध प्रणोदक बल उत्पन्न होता है, जो प्रभावी रूप से आयन प्रवाह के विपरीत दिशा में पूरी प्रणाली को धकेलता है। यह प्रभाव वायुमंडलीय हवा में सबसे अधिक उल्लेखनीय होता है, जहां आयनीकरण और संवेग हस्तांतरण के लिए तटस्थ अणुओं की बहुतायत होती है।

सीमाएं और आधुनिक अनुप्रयोग

इस विद्युत गतिक तंत्र द्वारा उत्पन्न बल आमतौर पर निम्न होते हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि बिफेल्ड-ब्राउन प्रभाव की नकल करने की कोशिशें जहां वायु अणुओं की अनुपस्थिति के कारण कोरोना डिस्चार्ज और आयन हवा दोनों को रोक दिया जाता है, जिससे ब्राउन के मूल एंटी-गुरुत्वाकर्षण के अनुमान को खारिज कर दिया गया है, प्रभाव को वायुमंडलीय विद्युत गतिकी के परिणामस्वरूप एक बुनियादी गुरुत्वाकर्षण बलों के साथ अंतःक्रिया के बजाय स्थापित कर दिया गया है। उदाहरण के लिए, 2004 में एक अग्रणी अग्रिम प्रणोदन के अनुसंधानकर्ता टाजमार द्वारा किए गए एक अध्ययन में कोरोना हवा के प्रभाव को बाहर रखते हुए कोई रैखिक प्रणोदन नहीं मिला, जिसका संकेत इसकी शुद्ध विद्युत गतिक प्रकृति की ओर है।

हालांकि एंटी-गुरुत्वाकर्षण के रूप में इसकी गलत व्याख्या की गई, ईएचडी प्रणोदन के मूल सिद्धांत अभी भी व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए एक उपजाऊ क्षेत्र हैं। ज्ञात "लिफ्टर" प्रदर्शन, जो अक्सर बाल्सा लकड़ी और फॉइल से बने छोटे त्रिभुजाकार या आयताकार फ्रेम होते हैं, जब उच्च वोल्टेज लागू किया जाता है तो शांति से ऊपर उठते हैं, आयन हवा की शक्ति का एक दृश्य प्रमाण प्रस्तुत करते हैं। शौकिया परियोजनाओं के अलावा, आधुनिक अनुसंधान ईएचडी प्रणोदकों के लंबी अवधि या उच्च ऊंचाई वाले मिशनों के लिए शांत, उच्च-दक्षता वाले प्रणोदन के लिए अन्वेषण कर रहा है। अन्य अनुप्रयोगों में ठीक ठीक हवा के प्रवाह के नियंत्रण के लिए माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के शीतलन में, जहां ईएचडी पंप परंपरागत पंखों के शोर या यांत्रिक घिसाव के बिना हवा को दिशा दे सकते हैं, शामिल हैं, जिसमें ब्राउन द्वारा सबसे पहले प्रेक्षित किए गए ठीक उसी कोरोना डिस्चार्ज और आयन हवा की घटनाओं का उपयोग किया जाता है, लेकिन अब एक स्पष्ट, भौतिकी आधारित समझ के साथ।

हम अभी भी जो नहीं जानते

हालांकि बिफेल्ड-ब्राउन प्रभाव के लिए आयन हवा की व्याख्या व्यापक रूप से स्वीकृत है, इलेक्ट्रोहाइड्रोडाइनेमिक प्रणोदकों की दक्षता की सीमाएं और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए उनकी पैमाना वृद्धि अभी भी इंजीनियरिंग अनुसंधान के सक्रिय क्षेत्र हैं। क्या संवेग के हस्तांतरण को अधिकतम किया जा सकता है ताकि विशिष्ट परिस्थितियों में परंपरागत प्रणोदन प्रणालियों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सके?

लंबे समय तक उच्च-वोल्टेज कोरोना डिस्चार्ज के प्रभाव बंद तंत्रों में सामग्री और हवा के संघटन पर, विशेष रूप से ईएचडी शीतलन के अनुप्रयोगों के लिए, उनकी सुरक्षा और टिकाऊपन की जांच की आवश्यकता है।

और हालांकि एंटी-गुरुत्वाकर्षण के दावे खारिज कर दिए गए थे, वास्तविक नए प्रणोदन भौतिकी की खोज अभी भी जारी है, जिसमें बिफेल्ड-ब्राउन असामान्यता जैसे प्रभावों के लंबे समय तक आकर्षण के कारण प्रेरित हो रहा है, जो हमारी विद्युत चुंबकत्व और इसके पदार्थ के साथ अंतःक्रिया के बारे में ज्ञान की सीमाओं को बढ़ा रहा है।

बिफेल्ड-ब्राउन प्रभाव विद्युत और तरल गतिकी के जटिल अंतःक्रिया का एक प्रमाण है, एक घटना जो एक समय असंभव कूद की ओर इशारा कर रही थी, लेकिन अब इसकी वास्तविक प्रकृति की एक अधिक निर्माणात्मक समझ के माध्यम से व्यावहारिक, यदि धीमी, नवाचार प्रदान कर रही है।

The Biefeld–Brown Effect