Kinetobarische Effekte als mögliche Basis für neuartige Antriebsprinzipien

von W.Peschka, DFVLR Institut für Energiewandlung und elektrische Antriebe, Stuttgart
"Entnommen" der Zeitschrift Raumfahrtforschung Heft 2 / 1974, S.66-72

Inhalt

1. Einleitung
2. Prinzip des Experimentes
3. Beschreibung der Drehwaage und der Meßanordnung
4. Durchgeführte Versuchsarbeit
5. Versuchsergebnisse
6. Folgerungen hinsichtlich dynamischer Wirkungen
7. Folgerungen im Hinblick auf neuartige Informationsübertragung
8. Zukünftiges Programm
9. Zusammenfassung

1. Einleitung

Im folgenden wird über Versuchsergebnisse berichtet, deren experimenteller Befund völlig eindeutig ist, deren Erklärung bzw. Zurückführung auf bekannte Phänomene bisher nicht gelungen ist. Der Gedanke und die Ausführung derartiger Untersuchungen stammen ursprünglich von R.G. ZINSSER (658 Idar-Oberstein [neu: 55743], Oberstweiler 14), der im Laufe zehnjähriger sorgfältiger experimenteller Arbeiten bemerkenswerte Ergebnisse erzielt hat. Dabei soll das Auftreten dynamischer Effekte also Kraftwirkungen an entsprechenden Proben festgestellt worden sein. Wir wurden gebeten, eine experimentelle Prüfung dieses Sachverhaltes durchzuführen. Zunächst erschien die experimentelle Prüfung relativ einfach. Im Verlauf der Arbeiten zeigte es sich jedoch, daß die Ausschaltung äußerer Störeinflüsse derartig schwierig war, daß nunmehr erst nach drei Jahren Arbeit diese dynamischen Effekte als gesichert gelten können. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um statistische Aussagen aufgrund von Auswertungen anhand einer großen Anzahl durchgeführter Versuche. Die Aussicht, hier möglicherweise einem neuen Phänomen, welches bisher unbekannte Kraftwirkungen auf Körper ausüben kann, gegenüber zu stehen was Anwendungen in der Raumfahrt denkbar machen könnte -, bot Anlaß und Berechtigung, diese Arbeiten in entsprechendem Rahmen, zumindest bis zur Klärung des weiteren experimentellen Tatbestandes, fortzuführen.

2. Prinzip des Experimentes

Es wurden Proben benützt, die im wesentlichen Schwingkreiselemente, also Induktivitäten und Kapazitäten, oder aber hochfrequente Leitungsbauelemente wie beispielsweise Viertelwellenleitungen darstellen (BILD 1 ). Diese Schwingkreise bzw. Leitungsbauelemente befinden sich in Wasser (Leitungswasser oder entsalztes Wasser). Diese Anordnung bildet mit dem dazu gehörigen Behälter als Isoliermaterial die Probe. Es zeigte sich, daß hierbei nicht ausschließlich Wasser zur Erzielung dieser Effekte erforderlich ist. Der Vorteil in der Verwendung von Wasser liegt in seiner großen Dielektrizitätskonstante, wodurch relativ kleine Abmessungen der Proben unter Berücksichtigung der zur Verwendung gelangenden Frequenzen und Wellenlängen möglich werden. Neben anderen Erscheinungen, auf welche in diesem Rahmen nicht eingegangen werden kann, zeigen diese Proben nun bei induktiver oder kapazitiver Einkopplung von Hochfrequenzenergie dynamische Wirkungen. Die Proben unterliegen also Kraftwirkungen. Zum Nachweis derartiger dynamischer Wirkungen, die bei unseren Versuchen relativ klein waren (Kräfte im Gebiet von 1 bis 10 dyn), wird die Probe auf einer Drehwaage entsprechender Empfindlichkeit gelagert. Diese Versuchsanordnung wurde nicht von uns entwickelt, sondern in wesentlich verbesserter Form übernommen.

Bild 1: Prinzip der verwendeten Proben

3. Beschreibung der Drehwaage und der Meßanordnung

Es wurde eine Drehwaage in bifilarer Aufhängung (um Materialeinflüsse der Aufhängedrähte auszuschließen) benutzt (BILD 2, 3). Das Material der Drehwaage sowie sämtlicher verwendeter Teile ist nicht ferromagnetisch oder paramagnetisch, sondern besteht im wesentlichen aus Aluminium und Messing. Die Aufhängung ist aus 0,3 mm Edelstahldraht. Die gesamte Drehwaage befindet sich in einem Gehäuse, um Einwirkungen äußerer Luftströmungen auszuschließen. Elektrostatische Einflüsse, magnetische Einflüsse sowie Luftbewegung haben bei entsprechender Anordnung nachweislich keine störende Wirkung, welche die Größenordnung des zu erwartenden Effektes erreicht. Dies konnte nach einer langen Reihe von umfangreichen Versuchen nachgewiesen werden. Die Auslenkung der Drehwaage wird über Beleuchtungseinrichtung, Drehspiegel und Schreiber registriert. Der Schreiber trägt hierbei eine Photozellenanordnung, mittels der er dem Lichtstrahl nachgeführt wird. Der Lichtweg beträgt 7 m. Die Empfindlichkeit der Drehwaage bezogen auf den Schreiber beträgt bei 7 m Lichtweg 25 dyn cm/cm. Die Drehwaage war durch Öl und Dämpferflügel aperiodisch gedämpft. Die ungedämpfte Eigenschwingungszeit beträgt 120 s.

Bild 2: P = Probe G = Gewicht S = Drehspiegel D = Öldämpfung L = gelenkige Aufhängung B = Schreiber (in Nachfolgeschaltung) s = Lichtweg (7 m) A = Lichtquelle

Die Einkopplung von Hochfrequenz erfolgte kapazitiv über Luftkondensatoren auf die auf der Drehwaage befindliche Probe (in Einzelversuchen wurde auch induktiv eingekoppelt) [4]. Die HF-Spannungen betrugen bis etwa 10 V effektiv. Die Leistungen lagen im Bereich von 20 Mikrowatt bis einige 100 Milliwatt. Zur Hochfrequenzerzeugung wurde ein Gegentakt-Oszillator, der einen Gegentakt- Leistungsverstärker aussteuern konnte verwendet. Im allgemeinen wurde jedoch der Endverstärker nicht benützt, sondern nur der Anteil an Hochfrequenz, welcher vom Oszillator über die Gitteranodenkapazität des Endverstärkers in die Versuchsanordnung gelangte (Spannungsdämpfungsfaktor etwa 100 bis 200). Die volle Leistung des Gegentaktverstärkers bei voller Aussteuerung beträgt 20 bis 50 Watt. Bei Verwendung der Leistungsendstufe konnte jedoch bei den bisher durchgeführten Experimenten zunächst keine weitere Steigerung der Effekte festgestellt werden (Sättigungserscheinung). Demzufolge wurde ein Großteil der Versuche ohne Leistungsverstärker und daher mit sehr geringem Leistungsniveau gefahren Die Frequenzmessung erfolgte mit achtstelligen digitalen Frequenzzählern.

Bild 3: Ansicht der Drehwaage von schräg oben. Ein Teil der Verkleidung ist hierbei entfernt. Man erkennt die Dämpfungsvorrichtung sowie das zur Eichung dienende Spulenpaar. Dieses Spulenpaar erzeugt ein Magnetfeld, welches ein bekanntes Drehmoment auf eine weitere, an der Waage befestigte, stromdurchflossene Spule ausübt.

4. Durchgeführte Versuchsarbeit

Zunächst wurden zwei im Jahre 1970 fertiggestellte Drehwaagen ausgedehnten Null-Läufen unterzogen. Es konnte keine Koinzidenz mit Temperaturschwankungen und Gebäudebewegungen (kontrolliert mit einer elektronischen Libelle auf Bogensekunden genau) festgestellt werden. Ebenfalls sind elektrostatische Effekte auszuschließen (Besprühen der behandelten Isolierteile mit Hochspannung aus einem 15 Kilovolt- Transformator führte nach entsprechenden Modifikationen zu keinerlei Effekten mehr). Ferner ist kein Einfluß äußerer statischer Magnetfelder feststellbar. Zu diesem Zweck wurde die gesamte Anordnung mit einem Spulensystem umgeben, mit dem ein Magnetfeld bis etwa zum Hundertfachen der Horizontalintensität des erdmagnetischen Feldes erzeugt werden konnte. Es war kein Einfluß auf die Drehwaage feststellbar. Untersuchungen über den Einfluß von Luftbewegungen auf Ausschläge der Drehwaage zeigten, daß vor allem thermische Turbulenz einen Einfluß haben kann, wenn die Drehwaagenverkleidung ein zu großes Volumen besitzt. Nach längeren Versuchen wurde schließlich eine aus Holz bestehende Verkleidung, welche die Drehwaage in möglichst geringem Abstand umgibt, gewählt, wodurch bei der bestehenden Empfindlichkeit der Drehwaage der Einfluß dieser Luftturbulenzen praktisch völlig eliminiert werden konnte. Es ist überdies zu bemerken, daß sich diese Drehwaage als bemerkenswert zuverlässiges Meßinstrument erwiesen hat. Es verbindet die Eigenschaften, wie hohe Empfindlichkeit gegenüber der Meßgröße, mit sehr geringer Empfindlichkeit gegenüber äußeren mechanischen Störungen in ähnlicher Weise wie etwa ein Galvanometer. Es ist ferner interessant festzustellen, daß die Empfindlichkeit der Drehwaage etwa um einen Faktor $10^3\; bis\; 10^4$ geringer ist wie diejenige der Drehwaagen 1. und 2. Art nach Eötvös, die aus diesem Grund nurmehr im Hochvakuum zu einwandfreier Funktion gebracht werden können. Nachdem nach diesen Vorbereitungsarbeiten die Null-Läufe der Drehwaagen sichergestellt waren und die 2. Drehwaage in Koinzidenzanordnung in einem anderen Teil des Gebäudes untergebracht war, wurde mit der Versuchsdurchführung begonnen. Es wurde entlüftetes Wasser - vornehmlich Leitungswasser -, aber auch entsalztes Wasser von Raumtemperatur in die Probe unter Benützung einer Wasserstrahlpumpe eingeführt. Das Wasser verblieb in der geschlossenen Probe während einer gesamten Versuchsperiode - im allgemeinen 4 bis 6 Wochen. Die Probe wurde zunächst auf die Drehwaage gesetzt und zusätzliche Null-Läufe gefahren. Sie waren einwandfrei und entsprachen den üblichen Erwartungen. Dann wurde die Probe durch Hochfrequenzeinspeisung (Dauer im allgemeinen ca. 1 bis 2 Minuten) aktiviert. In einigen Fällen wurde diese Aktivierung mehrmals in Pausen von einigen Minuten wiederholt. Die eingespeiste Leistung betrug im allgemeinen etwa 20 Mikrowatt bis 100 Milliwatt. Im Verlauf von drei Jahren wurden etwa über 200 Versuche durchgeführt. Die meisten dieser Versuche wurden nach etwa zwei Tagen abgebrochen. Etwa 12 Versuche wurden über längere Zeit (6 bis 8 Wochen) durchgeführt. Bei allen diesen Versuchen war die zweite Drehwaage lediglich mit Ballast versehen im Betrieb. Es konnte niemals Koinzidenz, etwa mit Gebäudeschwingungen, tektonischen Vorgängen usw. festgestellt werden. Auch Gezeiteneinflüsse, wie sie etwa bei den Drehwaagen nach Eötvös auftreten können, kommen hier wegen vergleichsweise wesentlich geringerer Empfindlichkeit der Anordnung nicht in Betracht.

Bild 4: Typischer stationärer Versuchsaufbau Man erkennt im Vordergrund rechts die Probe, in welche kapazitiv Hochfrequenz über ein Anpaßglied eingespeist wird. Im Hintergrund entsprechende Geräte zur Erzeugung und Messung geeigneter Hochfrequenz. Dieser staionäre Versuchsaufbau dient lediglich zur Messung der Hochfrequenzeigenschaften der Probe. Beim aktiven Versuch befindet sich lediglich die Probe auf der Drehwaage, während die Einspeisung der Hochfrequenz kapazitiv erfolgt. Die elektrostatische Kraftwirkung der Kondensatorplatten ist dabei um zwei Größenordnungen kleiner als der kinetobarische Effekt und kann daher vernachlässigt werden.

5. Versuchsergebnisse

Die Versuchsergebnisse können wie folgt wiedergegeben werden: Einspeisung von geeigneter Hochfrequenzenergie auf bestimmte Proben hat Kraftwirkungen auf die Probe zur Folge. Die von uns mit einer speziellen Drehwaage gemessenen Kräfte lagen im Bereich von 10 dyn (BILD 5, 6). Es ist anzunehmen, daß weit größere Kraftwirkungen auftreten können, wie aus Meßprotokollen von R. G. ZINSSER hervorgeht, wonach von ihm in seltenen Fällen Kraftwirkungen bis zu 1500 dyn über mehrere Stunden beobachtet wurden. Die zur Verwendung geeigneten Frequenzen müssen genau eingehalten werden. Sie die vermutlich diskret verteilt sind und ein Ansprechen der Probe zur Folge haben können. Die genaue Einhaltung der jeweiligen Frequenzen ist erforderlich. Die verwendeten Frequenzen lagen im Bereich von 30 bis 40 MHz, 120 bis 130 MHz, 200 bis 350 MHz. Bei einer Sinuseinspeisung konnten keine dynamischen Effekte nachgewiesen werden. Anscheinend sind Oberwellenanteile erforderlich. Einspeisung von Hochfrequenzenergie mit einem grid-dip-Meter, etwa bei Bestimmung von Resonanzfrequenzen, ergab ebenfalls Effekte

Bild 5: Typische Kurzzeiteffekte als Folge von Hochfrequenzeinspeisung.Der Abstand von der Null-Linie entspricht Auslenkungen der Drehwaage. Zum Vergleich ist oben ein Null-Lauf der Drehwaage angegeben. Die Hochfrequenzeinspeisung erfolgte teils über einen entsprechenden Oszillator, teils über einen entsprechenden Oszillator, teils über ein Grid- dipmeter (GD). Die vierte Reihe gibt den Einfluß äußerer Störquellen auf die aktivierte Probe wieder (Leuchtstoffröhren, Funken).

Bild 6: Typische Kurzzeiteffekte als Folge von Hochfrequenzeinspeisung. GD bedeutet Einspeisung über ein Grid-dipmeter; die Zahlen daneben sind Frequenzangaben. Auch der maximale Wert der eingespeisten Leistung (mW, 5W) ist angegeben. M bedeutet zusätzliche Überlagerung eines magnetischen Gleichfeldes vom hundertfachen Betrag der Horizontalintensität des erdmagnetischen Feldes (Z-Ti ist eine Probenbezeichnung). Auch die absolute Empfindlichkeit der Drehwaage (dyncm/cm) ist angegeben. Die kurzen vertikalen Striche der Meßkurven sind Zeitmarken (Abstand 1 Stunde) mit entsprechenden Angaben der Tageszeit. Interessant ist ein Vergleich der Meßkurven in der untersten Reihe mit den übrigen Meßkurven. Im Gegensatz zu den anderen Meßkurven befand sich die Probe bei den in der letzten Reihe dargestellten Meßergebnissen in der Mitte der Drehwaage unterhalb der bifilaren Aufhängung und nicht wie sonst an dem einen Ende des Waagebalkens. Trotz Aktivierung sind in der untersten Reihe gegenüber vorher praktisch keine Auslenkungen vorhanden, was auf eine Kraftwirkung und nicht etwa auf eine Drehmomenteinwirkung hinweist.





Die Kraftwirkungen konnten nicht auf bekannte Wechselwirkungen mit elektrischen oder magnetischen Feldern oder auf äußere Störeinflüsse wie Luftbewegung, Erwärmung, Gebäudeerschütterungen usw. zurückgeführt werden. Es handelt sich im Rahmen der bisherigen Ergebnisse um ein neuartiges Phänomen. Die Kraftwirkungen halten auch nach Abstellen der hochfrequenten Energiezufuhr an und zeigen einerseits kurzperiodischen (ca. 2 Stunden) und andererseits langperiodischen Charakter (Tage) (BILD 8, 9). Die eingespeiste Hochfrequenzleistung lag im Gebiet von maximal bis zu etwa 100 Milliwatt, die Dauer der Einspeisung maximal bis zu 5 Minuten. Erwärmungseffekte der Probe sind damit ausgeschlossen. Derartige "aktivierte" Proben reagieren dynamisch auf schwächste kurzzeitige äußere Hochfrequenzeinwirkungen, beispielsweise das Einschalten von Leuchtröhren, "Verbraten" von Schichtwiderständen, Funkentladungen in größerer Entfernung, Hochfrequenzoszillatoren, welche sich nicht im Versuchsraum befinden, sowie auf Blitze. Die damit zusammenhängenden Effekte, die im wesentlichen Ausschläge mit Zeitdauer von 1 bis 2 Stunden zur Folge haben, machen natürlich eine einwandfreie Versuchsausführung sehr schwierig, da mit den vorhandenen Mitteln eine vollkommene Abschirmung gegenüber äußeren Hochfrequenzstörungen nicht möglich war. Der Einfluß dieser äußeren hochfrequenten Störungen kann also ebenfalls wie die bewußte Einkopplung von Hochfrequenzenergie zu dynamischen Effekten Anlaß geben. Der Einfluß dieser äußeren Hochfrequenzstörungen kann bereits bei derartig geringem Störniveau erfolgen, daß unter Umständen die Anwesenheit von Personen im Versuchsraum bereits ausreichend ist, um bei vorherigen aktivierten Proben auf der Drehwaage Ausschläge bis zu etwa 2 Stunden Dauer hervorzurufen. Es konnte dabei kein Einfluß äußerer, durch die Anwesenheit von Personen bedingten Störungen nachgewiesen werden, wie beispielsweise Erwärmung der Luft durch eintretende Personen, Luftbewegungen, Bodendurchbiegungen usw. Es ist daher anzunehmen, daß das von Lebewesen ausgesandte Hochfrequenzfeld, welches bis ins Mikrowellengebiet reichen kann, für diesen Einfluß verantwortlich gemacht werden muß. Bei aktivierten Proben treten ferner Langzeiteffekte auf. Die Drehwaage macht periodische Ausschläge mit einer Zeitdauer von etwa 12 Stunden, denen weitere Kurzzeiteffekte überlagert sind, die möglicherweise von äußeren hochfrequenten Störquellen stammen (BILD 8, 9). Die langperiodischen Ausschläge sind vermutlich auf die Sonnentätigkeit oder auf "Spherics" zurückführbar. Der Einfluß des sichtbaren Sonnenlichts ist jedoch auszuschließen, da der Versuchsraum nach außen stets vollständig abgedunkelt ist, so daß nur der im Radiobzw. Mikrowellengebiet befindliche Anteil der Sonnenstrahlung und der Atmosphäre dafür infrage kommt. Diese Langzeiteffekte klingen mit Zeiten von etwa 1 bis 2 Monaten ab.

1.  

Bild 7: Tabelle von spezifischen Impulsen für verschiedene Antriebsverfahren

Bild 8: Typische Langzeiteffekte mit überlagerten Kurzzeiteffekten. Im Vergleich sind Null-Läufe der Drehwaage (strichlierte Kurven) sowie auf den Tag genau ein Jahr später Läufe mit bereits vor längerer Zeit aktivierten Proben aufgetragen. Man erkennt deutlich langperiodisches Verhalten (die Zahlenangaben oben bedeuten die Tageszeit) mit kurzperiodischen Überlagerungen. Im Vergleich ist in der untersten Reihe der Einfluß einer simulierten Störung auf die Drehwaage aufgetragen. Das Wasser der Probe wurde über einen Heizwiderstand mit 50 W Leistung bis zu einer Temperatur von 800°C aufgeheizt. Die Stromzufuhr erfolgte über Goldstreifen von 20 5m Stärke.

Bild 9: Typische Langzeiteffekte mit überlagerten Kurzzeiteffekten. Die Kurzzeiteffekte sind teils durch beabsichtigte hochfrequente Energiezufuhr (3. und 5. Reihe von oben), teils durch den Einfluß äußerer hochfrequenter Störungen entstanden (2. und 4. Reihe von oben).

6. Folgerungen hinsichtlich dynamischer Wirkungen

Wenngleich die bisher nachgewiesenen Kräfte noch nicht die Größenordnung erzielt haben, wie sie etwa bei elektrischen Triebwerken auftreten, so bietet das Vorhandensein derartiger, bisher unbekannter Kraftwirkungen, für die eine sinnvolle Übereinstimmung mit den Axiomen der Mechanik erst gefunden werden muß, Anlaß genug für weitere Untersuchungen - auch im Hinblick auf neue, sehr unkonventionelle Antriebsprinzipien. Beispielsweise konnte an Proben, die 120 s einem Hochfrequenzfeld mit einem Energiefluß von etwa 1 Milliwatt ausgesetzt waren, Kraftwirkungen zwischen 5 und 10 dyn über 2 Stunden beobachtet werden. Dem entspricht ein gespeicherter Impuls von 3,6*10e4 bzw. 7,2*10e4 s oder auf die eingespeiste Energie bezogen ein gespeicherter Impuls von 3.6*10e4 bzw. 7.2*10e4 s oder auf die eingespeiste Energie bezogen ein gespeicherter Impuls von

(vgl. BILD 7). Dieser Wert übertrifft denjenigen konventioneller Antriebsverfahren um mehrere Zehnerpotenzen (BILD 7). Diese Tatsache bietet Anlaß genug, dieses Phänomen weiter zu untersuchen. Selbstverständlich muß versucht werden, die Frage zu beantworten, inwieweit dieses Phänomen sich auf bekannte physikalische Effekte zurückführen läßt. Eine sorgfältige Analyse aller Möglichkeiten zeigt jedoch, daß bisher noch kein physikalischer Effekt bekannt ist, der zur Erklärung dieses Phänomens herangezogen werden kann. Ursprünglich wurde versucht, diese dynamischen Effekte durch Drehmomente zu erklären, die durch Spin-Umklapp-Prozesse (Veränderung des Drehimpulses) - beispielsweise bei Kern-Spin-Resonanz bzw. Dipol-Dipol-Resonanz - hervorgerufen werden. Bei Gültigkeit dieser Hypothese würde durch Zufuhr von Hochfrequenzenergie bei Vorliegen entsprechender Resonanzfrequenzen in der Probe eine Spin-Orientierung auftreten, die mit entsprechender Relaxationszeit abgebaut wird und zufolge der Drehimpulsänderung Drehmomente und damit dynamische Effekte auf die Probe ausüben würde. Damit wären Verbindungen zur Kern-Spin-Resonanz gegeben. Die genaue Untersuchung der Effekte hat aber gezeigt, daß K r ä f t e und nicht D r e h m o m e n t e vorliegen. Der Ausschlag der Drehwaage ist nämlich von der Lage der Probe auf der Drehwaage abhängig, was eindeutig das Vorliegen von Kräften beweist.

7. Folgerungen im Hinblick auf neuartige Informationsübertragung

Obwohl die bisherigen experimentellen Ergebnisse unter Anlegung allerstrengster Maßstäbe noch nicht als vollständig gesichert gelten können, ergeben sich bemerkenswerte Hinweise auf daraus abzuleitende Entwicklungsmöglichkeiten. Ferner lassen sich Grundlagen schaffen, die zur Basis eines zukünftigen experimentellen und theoretischen Versuchsprogrammes dienen.
Zweifellos handelt es sich hier um einen elektromagnetischen Effekt, welcher in Materie Veränderungen bewirkt. Diese Veränderungen sind über längere Zeit hin in gespeicherter Form vorhanden und können von dynamischen Effekten begleitet sein. Über die Natur dieser dynamischen Effekte kann derzeit noch nichts ausgesagt werden. Zunächst wurde versucht, diese dynamischen Effekte durch Drehmomente zu erklären, die durch Spinumklapprozesse (Veränderung des Drehimpulses) - eben bei Kernspinresonanz -.hervorgerufen werden. Bei Gültigkeit dieser Hypothese würde durch Zufuhr von Hochfrequenzenergie und bei Vorliegen entsprechender Resonanzfrequenzen in der Probe eine Spinorientierung auftreten, die mit entsprechender Relaxationszeit im Verlauf von 1 bis 2 Stunden abgebaut wird und zufolge der Drehimpulsänderung Drehmomente und damit dynamische Effekte auf die Probe ausüben würde. Abschätzungen zeigen jedoch, daß diese Hypothese aus verschiedenen, hier nicht angeführten Gründen zu Widersprüchen führt und für den vorliegenden Fall nicht anwendbar sein dürfte. Es steht derzeit lediglich fest, daß die Drehwaage als Detektor für irgendwelche Vorgänge dient, welche mit nahezu lächerlich geringen Hochfrequenzleistungen ausgelöst werden können. Gerade die Möglichkeit, hier mit außerordentlich geringen Leistungen Effekte zu erzielen, ist von höchster Bedeutung. Das Auftreten dynamischer Effekte bei Vorliegen äußerer Störquellen, die relativ weit von der Versuchsanordnung entfernt sein können, zeigt, wie empfindlich diese Anordnung auf derartige Hochfrequenzeinflüsse anspricht. Das ebenfalls festgestellte Auftreten dynamischer Effekte bei Anwesenheit von Versuchspersonen im Raum könnte möglicherweise durch das von Lebewesen erzeugte äußerst schwache Hochfrequenzfeld erklärt werden. Die hohe erforderliche Frequenzkonstanz läßt ferner darauf schließen, daß in der Probe Resonanzvorgänge mit sehr geringer Halbwertbreite ablaufen können (wie es ja auch bei Kernspinresonanz und Dipol-Dipolresonanz in Flüssigkeiten und Gasen der Fall ist, wo Halbwertbreiten von einigen Hertz durchaus realisiert sind). Dies legt den Schluß nahe, daß zufolge dieser geringen Halbwertbreiten einerseits die Möglichkeit besteht, mit außerordentlich geringen Hochfrequenzleistungen Effekte zu erzielen, wenn nur die Frequenz genügend konstant gehalten wird. Eine untere Grenze für die erforderliche Hochfrequenzleistung andererseits ist gegeben, wenn die eingespeiste Hochfrequenzleistung den auf das Frequenzintervall der Halbwertbreite entfallenden Anteil der thermischen Rauschleistung größenordnungsmäßig erreicht. Bei Halbwertbreiten von einigen Hertz sind die Leistungen von etwa 10e-20 Watt. Wenngleich hiermit die dynamischen Wirkungen nicht erklärt werden können, geben diese Überlegungen doch Hinweise dafür, weshalb die verwendete experimentelle Anordnung auf äußere elektromagnetische Störeinflüsse so empfindlich reagieren kann. Beispielsweise ist die Leistungsflußdichte eines Senders von 1 Watt Sendeleistung in einer Entfernung von 10e5 km = 10e-21 Watt/cm2, so daß Signalquellen unter diesen Umständen noch auf außerordentlich große Entfernung wirken können. Die Möglichkeiten, die sich hier für eine Informationsübertragung ergeben können, gehen aus dem bisher Gesagten wohl unmittelbar hervor und bedürfen keiner weiteren Andeutungen. Betrachtet man ferner die Ausbreitung elektromagnetischer Energie unter den hier vorliegenden Bedingungen, dann ergeben sich ebenfalls sehr interessante Aspekte. Normalerweise wird die elektromagnetische Energie bei Ausbreitung in Materie absorbiert. Dies geschieht einerseits in Isolatoren durch dielektrische Verluste und andererseits in elektrischen Leitern durch Wechselwirkung von Elektronen mit dem Kristallgitter.
Betrachten wir zunächst die Ausbreitung in Isolatoren (keine Verlustmechanismen, die durch Leitungselektronen verursacht werden). In diesem Fall besteht die Möglichkeit, daß in ähnlicher Weise wie beim Maser Inversion von Besetzungszuständen vorliegen kann, was zusammen mit der einfallenden elektromagnetischen Welle induzierte Emission und damit einen kohärenten Verstärkungsmechanismus ermöglicht. Dies kann zu einer Verringerung der bei der Ausbreitung auftretenden Dämpfungsverluste (dielektrische Verluste) führen. Die Inversion der Besetzungszustände könnte durch stets vorhandene Hochfrequenzenergie höherer Frequenz zustande kommen (Pumpfrequenz). Bei Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle in Wasser beispielsweise würde dies bedeuten, daß zufolge Absorption von geeigneter Hochfrequenzenergie, die entweder von der Sonne, von Gewittertätigkeit oder anderer atmosphärischer Tätigkeit oder aber auch von der weltweiten Verwendung elektrischer Energie stammen kann, im Wasser Energiezustände in entsprechenden Inversion auftreten. Wird nunmehr ein Hochfrequenzsignal mit geeigneter Frequenz in das Wasser eingeleitet, so wäre es durchaus denkbar, daß durch induzierte Emissionen die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen entsprechend dem oben Gesagten über weite Entfernungen möglich wird. Die Intensität der hochfrequenten elektrischen bzw. magnetischen Feldstärke kann dabei außerordentlich gering sein - ja möglicherweise sogar unterhalb des thermischen Rauschpegels liegen. Es ist dabei nur erforderlich, daß die Halbwertbreite der mit der induzierten Emission verknüpften Resonanzvorgänge entsprechend gering, d. h. die Lebensdauer der Inversionszustände entsprechend hoch ist. Hieraus könnte sich eine Möglichkeit ergeben, Signale und damit Informationen über weite Entfernungen durch Wasser, möglicherweise sogar durch wasserführende Schichten zu übertragen. Voraussetzung für eine wirkungsvolle Informationsübertragung wäre jedoch ein geeignetes schmalbandiges Empfangssystem mit Bandbreiten in der Größenordnung von einigen Hertz. Derzeit können noch keine genauen Aussagen über die zur Übertragung erforderlichen Frequenzen gemacht werden. Nach den bisherigen experimentellen Ergebnissen können dieselben im Ultrakurzwellengebiet und möglicherweise auch im Mikrowellengebiet liegen.
Auch die Ausbreitung elektromagnetischer Energie in metallischen Leitern kann gegenüber der herkömmlichen Auffassung Modifikationen aufweisen, wenn die Intensität des elektromagnetischen Feldes der Welle sehr klein wird. Fällt beispielsweise eine elektromagnetische Welle mit hoher Intensi.ät auf eine Metalloberfläche, dann werden die freien Elektronen im Metall durch den elektrischen Feldvektor zum Mitschwingen mit der Welle angeregt. Dieses Mitschwingen erfolgt bei großen Feldamplituden kohärent, d. h. es besteht innerhalb größerer lokaler Bereiche eine eindeutige Phasenbeziehung zwischen den schwingenden Elektronen. Dies hat zur Folge, daß sich die durch die oszillierenden Elektronen erzeugten elektromagnetischen Felder der einfallenden elektromagnetischen Welle überlagern und diese durch Superposition auslöschen. Dies ist letzten Endes der bekannte Skineffekt. Das Auslöschen durch Interferenz wird gestört, wenn die eindeutige Phasenbeziehung zwischen den schwingenden Elektronen gestört ist, was dann der Fall ist, wenn die Elektronen durch Stöße Energie an das Gitter abgeben. Da diese Stoßprozesse völlig irregulär verlaufen, wird die Kohärenz gestört, so daß die Eindringtiefe beim Skineffekt mit zunehmender Wechselwirkung der Leitungselektronen mit dem Gitter - also mit zunehmendem spezifischen Widerstand des Materials - ebenfalls zunimmt.
Betrachten wir nun eine elektromagnetische Welle, wo der elektrische Feldvektor dem Betrag nach so gering ist, daß der Energiezuwachs der Leitungselektronen klein gegenüber der thermischen Energie der Elektronen ist. In diesem Fall läßt sich zeigen*, daß hier ein andersartiges Verhalten als beim normalen Skineffekt vorliegt. Bei Erklärung des Skineffektes wird bekanntlich stets angenommen, daß die Energie der schwingenden Elektronen groß gegenüber ihrer mittleren thermischen Energie ist.
Bei Berücksichtigung der thermischen Energie der Leitungselektronen ist eine größere Eindringtiefe als beim normalen Skineffekt möglich. Diese Eindringtiefe ist durch die Thermalisierung der einfallenden elektromagnetischen Energie durch Streuung an den Leitungselektronen gegeben. Der Unterschied gegenüber dem gewöhnlichen Skineffekt ist nun augenscheinlich. Beim Einfall einer elektromagnetischen Welle entsprechend schwacher Intensität werden Elektronen zum Mitschwingen angeregt. Diese Elektronenschwingungen stellen aber nur eine kleine Störung der stochastischen Bewegung der Elektronen zufolge ihrer thermischen Eigenbewegung dar. Auf diese Weise besteht keine Kohärenz zwischen den schwingenden Elektronen, und eine Auslöschung der einfallenden Welle durch Interferenz kann auf diese Weise nicht stattfinden, da sich diese Anteile der schwingenden Elektronen zeitlich und räumlich gesehen ausmitteln. Hiermit soll nur gezeigt werden, daß auch in metallischen Leitern durchaus die Möglichkeit einer Ausbreitung elektromagnetischer Energie unterhalb des Rauschpegels über größere Entfernungen möglich ist. Dies würde bedeuten, daß sich elektromagnetische Energie nicht auf so einfache Weise wie bisher angenommen durch metallische Leiter vollständig abschirmen läßt. Im Rahmen des Skineffektes ist natürlich eine Abschirmung möglich. Diese kann aber nur bis zum Rauschpegel gehen. Innerhalb des Rauschpegels besteht durchaus die Möglichkeit einer Ausbreitung von elektromagnetischer Energie. Es ist einzusehen, daß diese Aspekte für die Übertragung von Signalen und Informationen von größter Bedeutung sein können.
Die bisher geäußerten Gedanken und Möglichkeiten können jedoch erst dann Bedeutung erlangen, wenn extrem schmalbandige Empfänger für elektromagnetische Energie bekannt sind, welche auf extrem schwache Signale unterhalb des thermischen Rauschpegels ansprechen können.
Diese Ergebnisse, die möglicherweise Zugänge in völlig neuartige und noch nicht übersehbare Regionen menschlichen Wissens eröffnen können, werden in ihrer Bedeutung noch gesteigert, wenn man bedenkt, daß hier auch biologische Aspekte berücksichtigt werden müssen. Die Erzeugung sowie Absorption von elektromagnetischer Energie derart geringer Intensität im entsprechenden Frequenzbereich ist auch in der Molekularstruktur der Zelle möglich und dürfte bei der Evolution des Lebens eine nicht zu unterschätzende Rolle gespielt haben. Berücksichtigt man in der UdSSR veröffentliche Arbeiten auf diesem Gebiet, dann besteht die Möglichkeit einer Informationsübertragung zwischen Zellen unter Benützung elektromagnetischer Wellen. Es zeichnet sich hier die Entwicklung einer Wissenschaft im Grenzbereich zwischen Physik, Psychologie und Biologie ab, der sicher in etwa 20 Jahren eine zentrale Rolle zugewiesen sein wird.

8. Zukünftiges Programm

Ein zukünftiges Programm muß hier vor allem eine Sicherung der experimentellen Ergebnisse unter Anwendung allerstrengster Maßstäbe einschließen. Konkret gesprochen bedeutet dies die Anbringung der Drehwaage im Hochvakuum, um Luftbewegungen auszuschließen, wobei die Vakuumkammer gleichzeitig so weit wie möglich als Abschirmung für äußere elektromagnetische Strahlung dient. Die Wiederholung der bisher durchgeführten Versuchsreihe mit einer derartig verbesserten Anordnung würde dann bei positivem Ergebnis die unanfechtbare Bestätigung der beschriebenen Effekte bedeuten. Zusätzlich sind die Untersuchungen über einen größeren Frequenzbereich als bisher auszudehnen. Untersucht wurde der Frequenzbereich von etwa 30 Megahertz bis 1,4 Gigahertz. Die in Abschnitt 5 angeführten Langzeiteffekte lassen einen starken Einfluß von elektromagnetischer Strahlung der Sonne möglich erscheinen. Demzufolge muß der untersuchte Frequenzbereich auf das Mikrowellenspektrum der Sonne, d. h. bis etwa 20 Gigahertz, ausgedehnt werden. Abgesehen von der Messung der dynamischen Effekte mit der Drehwaage entspricht dies im wesentlichen der Anwendung von Hochfrequenzspektroskopie mit entsprechenden Geräten und Nachweismethoden.
Dabei muß vor allem die Absorption von Hochfrequenzenergie in der Probe selbst mit entsprechenden Methoden untersucht werden. Ferner muß ein Empfänger für elektromagnetische Wellen zur Verfügung stehen, der schwächste Signale aus dem thermischen Rauschen heraus nachweisen kann. Ein derartiges Gerät kann unter Benützung der Erkenntnisse auf dem Gebiet der Kernspinresonanzspektroskopie entwickelt werden. Bekanntlich stellen bestimmte, in der Kernspinresonanzspektroskopie verwendete Proben Resonanzsysteme mit Halbwertbreiten bis zu 1 Hertz hinunter dar, wobei sich thermische Störungen, die eine Erhöhung dieser Bandbreite bewirken würden, zeitlich und räumlich ausmitteln.

9. Zusammenfassung

Es wird über Arbeiten berichtet, die einem dynamischen Effekt zugrunde liegen, der auftritt, wenn entsprechende wasserhaltige Proben Hochfrequenzfeldern ausgesetzt werden. Im Rahmen der experimentellen Möglichkeiten konnten dynamische Effekte sowie ein Einfluß schwächster äußerer Störfelder auf diese Proben nachgewiesen werden. Die dynamischen Wirkungen, deren experimenteller Befund völlig eindeutig ist, deren Erklärung bzw. Zurückführung auf bekannte Phänomene bisher nicht gelungen ist, entsprechen Kräften in der Größenordnung von 1 bis 10 dyn. Die beobachteten Kraftwirkungen bauen sich bei Einkopplung von Hochfrequenzenergie auf und können nach Abstellung der Energiezufuhr anhalten. Zeitkonstanten bis zu 2 Stunden konnten dabei festgestellt werden. Obgleich die bisher nachgewiesenen Kraftwirkungen noch nicht die Größenordnung erreicht haben, wie sie etwa bei elektrischen Triebwerken auftreten, bietet das Vorhandensein derartiger, bisher unbekannter Kraftwirkungen, für die eine sinnvolle Übereinstimmung mit den Axiomen der Mechanik gefunden werden muß, Anlaß genug für weitere Untersuchungen auch im Hinblick auf sehr unkonventionelle Antriebsprinzipien.
Hervorzuheben ist dabei das äußerst geringe Leistungsniveau (20 Mikrowatt bis einige 100 Milliwatt), welches diesen Effekt hervorrufen kann. Die Frequenz der eingespeisten Hochfrequenzenergie muß außerordentlich konstant gehalten werden, wenn Effekte erzielt werden sollen. Es bestehen Hinweise darauf, daß es sich hierbei um charakteristische Eigenschaften der Probe handelt. Ferner gibt es Hinweise, daß hierbei periodische Signale nachgewiesen werden können, die im thermischen Rauschen untergehen. Es wurde darauf hingewiesen, daß die Ausbreitung derartig schwacher Hochfrequenzsignale sowohl in Isolatoren als auch in Leitern eine gegenüber dem bisher Geübten abweichende Betrachtungsweise verlangt. Dies vor allem deshalb, weil durch induzierte Emission ein Verstärkungsmechanismus existieren kann, der eine Ausbreitung schwächster elektromagnetischer Signale über weite Entfernungen ermöglichen kann. Hinsichtlich der Ausbreitung schwächster elektromagnetischer Signale in Leitern wurde darauf hingewiesen, daß hier ebenfalls gegenüber dem bisher Bekannten abweichende Betrachtungsweisen erforderlich sind, weil hier die durch das elektromagnetische Feld auf die Elektronen übertragene Zusatzenergie klein gegenüber der thermischen Energie der Elektronen ist. Dadurch ist eine völlige Abschirmung elektromagnetischer Energie, wie sie bei Verwendung von Metallen allgemein angenommen wird, nur bedingt möglich.
Auf die Aspekte, die sich hinsichtlich der Bedeutung elektromagnetischer Energie bei biologischen Prozessen ergeben, wurde hingewiesen.
Obwohl die bisherigen experimentellen Ergebnisse bei Anlegung allerstrengster Maßstäbe noch nicht als vollständig gesichert gelten können, ergeben sich bemerkenswerte Hinweise auf daraus erwachsende Konsequenzen. Zweifellos handelt es sich um ein Phänomen, bei dem durch Zufuhr von elektromagnetischer Energie Veränderungen in Materie bewirkt werden, welche über längere Zeit latent vorhanden sind und dynamische Effekte zur Folge haben können, wobei Gravitationswechselwirkung nicht auszuschließen ist.
Derzeit bleibt die Frage unbeantwortet, ob die hier geschilderten Phänomene eine Erweiterung unseres physikalischen Weltbildes zur Folge haben können. Die einzige Möglichkeit, hier zu weiteren Aussagen zu gelangen, besteht darin, mehr Versuchsergebnisse zur Verfügung zu haben.