Ein Kraftfeld, das auf einen kollimierten Strahl mit sauberen Rändern beschränkt ist, ist eines der Hauptmerkmale von Traktor- und Repulsorstrahlen. Mehrere Theorien, die abstoßende Effekte vorhergesagt haben, fallen aufgrund des Fehlens einer Feldkollimation nicht in die Kategorie der Traktor- und Abstoßungsstrahlen. Zum Beispiel zeigte Robert L. Forward, Hughes Research Laboratories, Malibu, Kalifornien, dass die allgemeine Relativitätstheorie die Erzeugung eines sehr kurzen Impulses einer schwerkraftartigen Abstoßungskraft entlang der Achse eines helikalen Torus mit beschleunigter kondensierter Materie ermöglichte.

Die Mainstream-Wissenschaft hat Forwards Arbeit akzeptiert. Eine Variante der Theorie von Burkhard Heim von Walter Dröscher, Institut für Grenzgebiete der Wissenschaft (IGW), Innsbruck, Österreich, und Jocham Häuser, University of Applied Sciences und CLE GmbH, Salzgitter, Deutschland, sagte voraus, dass ein abstoßendes Kraftfeld von Gravitophotonen durch einen Ring erzeugt werden könnte, der sich über einem sehr starken Magnetfeld dreht. Heims Theorie und ihre Varianten wurden von der Mainstream-Wissenschaft als Randphysik behandelt. Die Arbeiten von Forward, Dröscher und Häuser konnten jedoch nicht als eine Form von Repulsor- oder Traktorstrahl betrachtet werden, da die vorhergesagten Impulse und Feldeffekte nicht auf eine genau definierte, kollimierte Region beschränkt waren.

Das Folgende ist eine Zusammenfassung von Experimenten und Theorien, die Repulsor- und Traktorstrahlkonzepten ähneln:

1960er JahreBearbeiten

Im Juli 1960 berichteten Missiles and Rockets Martin N. Kaplan, Senior Research Engineer, Electronics Division, Ryan Aeronautical Company, San Diego, hatte Experimente durchgeführt, die die Planung eines umfassenderen Forschungsprogramms rechtfertigten. Der Artikel wies darauf hin, dass ein solches Programm bei Erfolg entweder „eingeschränkte“ oder „allgemeine“ Ergebnisse liefern würde. Es beschrieb die „eingeschränkten“ Ergebnisse als die Fähigkeit, eine Antigravitationskraft auf einen zweiten Körper zu oder von ihm weg zu lenken.

1964 wiesen die Kopenhagener Physiker L. Halpern, Universitetets Institut for Teoretisk Fysik, und B. Laurent, Nordisk Institut for Teoretisk Atomfysik, darauf hin, dass die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantentheorie die Erzeugung und Verstärkung von Gravitonen auf eine Weise wie der LASER ermöglichten. Sie zeigten im Prinzip, dass Gravitationsstrahlung in Form eines Gravitonenstrahls durch induzierte resonante Emissionen erzeugt und verstärkt werden kann.

1990Bearbeiten

1992 entdeckten der russische Chemieprofessor Yevgeny Podkletnov und Nieminen von der Tampere University of Technology, Tampere, Finnland, Gewichtsschwankungen in Objekten über einer elektromagnetisch schwebenden, massiven, zusammengesetzten supraleitenden Scheibe. Drei Jahre später berichtete Podkletnov über die Ergebnisse zusätzlicher Experimente mit einem Ringscheibensupraleiter. Sie berichteten, dass das Gewicht der Proben mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit des Supraleiters zwischen -2,5% und +5,4% schwanken würde. Bestimmte Kombinationen von Scheibenwinkelgeschwindigkeiten und elektromagnetischen Frequenzen führten dazu, dass sich die Schwankungen bei einer Verringerung um 0,3% stabilisierten. Die Experimente mit der Ringscheibe ergaben Reduktionen, die maximal 1,9–2,1% erreichten. Berichte über beide Versuchsreihen besagten, dass die Gewichtsverlustregion zylindrisch war und sich vertikal mindestens drei Meter über der Scheibe erstreckte. Qualitative Beobachtungen einer austreibenden Kraft an der Grenze der abgeschirmten Zone wurden im Herbst 1995 gemeldet.Der italienische Physiker Giovanni Modanese unternahm als Von Humboldt-Stipendiat am Max-Planck-Institut für Physik den ersten Versuch, Podkletnovs Beobachtungen theoretisch zu erklären. Er argumentierte, dass die Abschirmwirkung und die leichte Ausstoßkraft an der Grenze der abgeschirmten Zone durch induzierte Änderungen der lokalen kosmologischen Konstante erklärt werden könnten. Modanese beschrieb mehrere Effekte in Bezug auf Reaktionen auf Modifikationen der lokalen kosmologischen Konstante innerhalb des Supraleiters. Ning Wu, Institut für Hochenergiephysik, Peking, China, verwendete die Quantenmesstheorie der Schwerkraft, die er 2001 entwickelt hatte, um Podkletnovs Beobachtungen zu erklären. Wus Theorie näherte den relativen Schwerkraftverlust als 0,03% an (eine Größenordnung kleiner als der gemeldete Bereich von 0,3 – 0,5%).

Mehrere Gruppen auf der ganzen Welt versuchten, Podkletnovs Gravitationsabschirmungsbeobachtungen zu replizieren. Laut R. Clive Woods, Department of Electrical and Computer Engineering, Iowa State University, diese Gruppen waren nicht in der Lage, die extrem anspruchsvollen technischen Probleme zu überwinden, alle Aspekte der experimentellen Bedingungen von 1992 zu replizieren. Woods fasste diese Mängel in der folgenden Liste zusammen:

• Verwendung einer supraleitenden Scheibe mit einem Durchmesser von mehr als 100 mm;
• Eine Scheibe mit ~ 30% nicht supraleitendem YBCO, vorzugsweise in zwei Schichten organisiert;
• Eine Scheibe, die selbstschwebend ist, aber immer noch eine große Anzahl von;
• Ein Wechselstrom-Levitationsfeld mit einer Frequenz von ~ 10 kHz;
• Ein zweites Anregungsfeld mit einer Frequenz von ~ 1 MHz für die Scheibenrotation; und
• Scheibenrotationsgeschwindigkeiten von 3.000 U / min oder größer für große (>0,05%) Gravitationseffekte.C. S. Unnikrishan, Tata Institute of Fundamental Research, Bombay, Indien, zeigte, dass, wenn der Effekt durch Gravitationsabschirmung verursacht worden wäre, die Form der abgeschirmten Region einem Schatten vom Gravitationsschild ähnlich wäre. Beispielsweise wäre die Form des abgeschirmten Bereichs oberhalb einer Scheibe konisch. Die Höhe der Kegelspitze über der Scheibe würde direkt mit der Höhe der Abschirmscheibe über der Erde variieren. Podkeltnov und Nieminen beschrieben die Form der Gewichtsverlustregion als einen Zylinder, der sich durch die Decke über dem Kryostaten erstreckte. Dieser und andere Faktoren führten zu einer Empfehlung, den Effekt als Gravitationsmodifikation anstelle der Gravitationsabschirmung neu zu klassifizieren. Eine solche Umklassifizierung bedeutet, dass der Bereich, der die Gewichtsmodifikationen verursacht, gerichtet werden kann und nicht auf den Raum oberhalb des Supraleiters beschränkt ist.
  

  2000Bearbeiten

  Der Gravitationsimpulsgenerator erhielt weitere theoretische Unterstützung von David Maker und Glen A. Robertson, Gravi Atomic Research, Madison, Alabama und Wu. Chris Taylor, Jupiter Research Corporation, Houston, Texas, zusammen mit einer Privatperson Robert Hendry und dem ursprünglichen Theoretiker Modanese führte eine Analyse der Eignung von Impulsgravitationsgeneratoren für Erde-zu-Umlaufbahn-, interplanetare und interstellare Anwendungen durch, dies wurde wiederholt wieder im Jahr 2008 und ein US-amerikanisches und europäisches Patent wurde erhalten. Im Allgemeinen hat die Mainstream-Wissenschaft die Berichte über Impulsgravitationsgeneratoren als äußerst spekulativ und kontrovers behandelt. Mindestens eine andere Gruppe mit Sitz in Mitteleuropa hat versucht, Podkletnovs Gravitationsimpulsgenerator-Experiment zu replizieren, aber sie haben beschlossen, ihre Ergebnisse nicht zu veröffentlichen.

  2010Bearbeiten

  Ein Team von Wissenschaftlern der Australian National University unter der Leitung von Professor Andrei Rode entwickelte ein traktorstrahlähnliches Gerät, um kleine Partikel 1,5 Meter durch die Luft zu bewegen. Anstatt jedoch ein neues Gravitationsfeld zu erzeugen, verwendet das Gerät einen donutförmigen Laguerre-Gauß-Laserstrahl, der einen hochintensiven Lichtring aufweist, der einen dunklen Kern entlang der Strahlachse umgibt. Dieses Verfahren beschränkt Partikel mittels Photophorese auf das Zentrum des Strahls, wobei beleuchtete Abschnitte des Partikels eine höhere Temperatur haben und somit den auf die Oberfläche einfallenden Luftmolekülen mehr Impuls verleihen. Aufgrund dieser Methode ist es für ein solches Gerät aufgrund von Luftmangel unmöglich, im Weltraum zu arbeiten, aber Professor Rode gibt an, dass es praktische Anwendungen für das Gerät auf der Erde gibt, wie zum Beispiel den Transport von mikroskopisch kleinen Gefahrstoffen und anderen mikroskopischen Objekten.John Sinko und Clifford Schlecht erforschten eine Form des Laserantriebs mit umgekehrtem Schub als makroskopischen Lasertraktorstrahl. Zu den vorgesehenen Anwendungen gehören die Fernmanipulation von Weltraumobjekten in Entfernungen von bis zu etwa 100 km, die Entfernung von Weltraummüll und die Bergung von treibenden Astronauten oder Werkzeugen im Orbit.Im März 2011 postulierten chinesische Wissenschaftler, dass eine bestimmte Art von Bessel-Strahl (eine spezielle Art von Laser, der nicht im Zentrum beugt) in der Lage ist, einen Pull-ähnlichen Effekt auf ein bestimmtes mikroskopisches Teilchen zu erzeugen und es in Richtung der Strahlquelle zu zwingen. Die unterstreichende Physik ist die Maximierung der Vorwärtsstreuung durch Interferenz der Strahlungsmultipole. Sie zeigen explizit, dass die notwendige Bedingung, um eine negative (ziehende) optische Kraft zu realisieren, die gleichzeitige Anregung von Multipolen im Teilchen ist und wenn die Projektion des gesamten Photonenimpulses entlang der Ausbreitungsrichtung klein ist, ist eine anziehende optische Kraft möglich. Die chinesischen Wissenschaftler schlagen vor, dass diese Möglichkeit für die optische Mikromanipulation implementiert werden kann.

  Funktionierende Traktorstrahlen, die auf solenoidalen Lichtmodi basieren, wurden 2010 von Physikern der New York University demonstriert.Die spiralförmige Intensitätsverteilung in diesen nicht beugenden Strahlen neigt dazu, beleuchtete Objekte einzufangen, und hilft so, den Strahlungsdruck zu überwinden, der sie normalerweise um die optische Achse nach unten treiben würde. Der Orbitaldrehimpuls, der von den spiralförmigen Wellenfronten des Magnetstrahls übertragen wird, treibt dann die eingeschlossenen Objekte entlang der Spirale stromaufwärts. Sowohl Besselstrahl- als auch Solenoid-Traktorstrahlen werden von der NASA für Anwendungen in der Weltraumforschung in Betracht gezogen.

  2013 gelang es Wissenschaftlern des Institute of Scientific Instruments (ISI) und der University of St Andrews, einen Traktorstrahl zu erzeugen, der Objekte auf mikroskopischer Ebene zieht. Die neue Studie besagt, dass diese Technik zwar neu ist, aber Potenzial für die biomedizinische Forschung haben könnte. Professor Zemanek sagte: „Das gesamte Team hat mehrere Jahre damit verbracht, verschiedene Konfigurationen von Partikeln zu untersuchen, die durch Licht erzeugt werden. Dr. Brzobohaty sagte: „Diese Methoden eröffnen neue Möglichkeiten für die fundamentale Photonik sowie für Anwendungen in den Lebenswissenschaften.“Dr. Cizmar sagte: „Aufgrund der Ähnlichkeiten zwischen optischer und akustischer Teilchenmanipulation erwarten wir, dass dieses Konzept Inspiration für spannende zukünftige Studien in Bereichen außerhalb der Photonik liefern wird.Einem Physiker der Australian National University ist es gelungen, einen reversiblen Traktorstrahl zu bauen, der in der Lage ist, Teilchen mit einem „Fünftel Millimeter Durchmesser“ über eine Entfernung von bis zu 20 Zentimetern zu transportieren, rund 100 Mal weiter als frühere Experimente.“ Laut Professor Wieslaw Krolikowski von der Research School of Physics and Engineering ist die Demonstration eines solchen großflächigen Laserstrahls eine Art heiliger Gral für Laserphysiker.“ Die Arbeit wurde 2014 in Nature veröffentlicht.

  Im Jahr 2015 hat ein Forscherteam den weltweit ersten Schalltraktorstrahl gebaut, der Objekte mithilfe von Schallwellen anheben und bewegen kann. Ein DIY instructables Ihr eigenes Spielzeug akustischen Traktorstrahl zu bauen wurde zur Verfügung gestellt.

  Im Jahr 2018 hat ein Forschungsteam der Universität Tel Aviv unter der Leitung von Dr. Alon Bahabad demonstrierte experimentell ein optisches Analogon der berühmten Archimedes-Schraube, bei der die Rotation eines Laserstrahls mit spiralförmiger Intensität auf die axiale Bewegung optisch eingefangener Partikel auf Kohlenstoffbasis im Mikrometerbereich übertragen wird. Mit dieser optischen Schnecke konnten Partikel einfach mit kontrollierter Geschwindigkeit und Richtung vor oder nach dem optischen Fluss über eine Strecke von einem halben Zentimeter gefördert werden.