[논문 리뷰] Theoretical, Numerical, and Experimental Evidence of Superluminal Electromagnetic and Gravitational Fields Generated in the Nearfield of Dipole Sources

W. D. Walker|ArXiv.org|2005. 08. 23.

Quantum and Classical Electrodynamics참고 문헌 23인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 이배극자 소스에서 생성된 전자기장과 중력장이 근접장 영역에서 초광속 전파를 보임을 이론적, 수치적, 실험적 증거로 제시한다. 이들 필드의 위상속도, 군속도, 정보속도는 빛의 속도 c를 초과한다. 그러나 이러한 초광속 효과는 소스에서 약 1파장 거리에서 c로 감소하며, 이완형 이배극자 안테나를 사용한 실험적 검증을 통해 횡방향 전기장의 예측된 거동이 확인되었다.

ABSTRACT

Theoretical and numerical wave propagation analysis of an oscillating electric dipole is presented. The results show that upon creation at the source, both the longitudinal electric and transverse magnetic fields propagate superluminally and reduce to the speed of light as they propagate about one wavelength from the source. In contrast, the transverse electric field is shown to be created about 1/4 wavelength outside the source and launches superluminal fields both towards and away from the source which reduce to the speed of light as the field propagates about one wavelength from the source. An experiment using simple dipole antennas is shown to verify the predicted superluminal transverse electric field behavior. In addition, it is shown that the fields generated by a gravitational source propagate superluminally and can be modeled using quadrapole electrodynamic theory. The phase speed, group speed, and information speed of these systems are compared and shown to differ. Provided the noise of a signal is small and the modulation method is known, it is shown that the information speed can be approximately the same as the superluminal group speed. According to relativity theory, it is known that between moving reference frames, superluminal signals can propagate backwards in time enabling violations of causality. Several explanations are presented which may resolve this dilemma.

연구 동기 및 목표

• 진동하는 이배극자 소스가 생성하는 전자기장과 중력장의 전파 특성을 근접장 영역에서 조사한다.
• 이러한 시스템에서 원인성 위반 없이 초광속 위상속도, 군속도, 정보속도가 발생할 수 있는지 규명한다.
• 특히 縦방향 및 횡방향 필드 성분 간의 구별을 중심으로 필드 행동에 대한 이론적 및 수치적 분석을 제공한다.
• 간단한 이배극자 안테나를 사용하여 횡방향 전기장의 예측된 초광속 거동을 실험적으로 검증한다.
• 중력장을 4중극자 전기역학 이론으로 모델링하고, 그 초광속 성격을 평가해 본다.

제안 방법

• 맥스웰 방정식과 후행 잠재함수를 사용하여 진동하는 전기 이배극자에 대한 이론적 파동 전파 분석을 수행한다.
• 원천에서 발생하는 縦방향 전기장, 횡방향 자장, 횡방향 전기장을 추적하기 위해 수치 시뮬레이션을 수행한다.
• 이배극자 안테나를 사용하여 필드 전파를 측정하고 횡방향 전기장의 초광속 거동을 검증하기 위한 실험 설계 및 수행을 수행한다.
• 다양한 필드 성분과 소스 유형 간의 위상속도, 군속도, 정보속도를 비교한다.
• 4중극자 전기역학 이론을 적용하여 중력장을 모델링하고, 그 초광속 전파 특성을 평가한다.
• 신호 변조와 노이즈를 분석하여 유리한 조건에서 정보속도가 초광속 군속도와 일치할 수 있는지 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이배극자 소스에서 생성된 전자기장은 근접장 영역에서 빛보다 빠르게 전파되는가?
• RQ2 근접장 필드의 위상속도, 군속도, 정보속도는 어떻게 비교되며, 정보는 초광속 속도로 전달될 수 있는가?
• RQ3 실험적 측정을 통해 이배극자 안테나에서 발생하는 횡방향 전기장의 예측된 초광속 거동을 확인할 수 있는가?
• RQ4 질량 소스에서 생성된 중력장은 어느 정도 초광속 전파를 보이며, 전기역학적 유사 모델링을 통해 설명할 수 있는가?
• RQ5 상대론적 프레임워크에서 초광속 신호로 인한 원인성 위반을 해결할 수 있는 메커니즘은 무엇인가?

주요 결과

• 진동하는 이배극자에서 생성된 縦방향 전기장과 횡방향 자장은 근접장에서 초광속으로 전파되며, 약 1파장 거리에서 점점 빛의 속도 c로 감소한다.
• 횡방향 전기장은 소스에서 약 1/4파장 떨어진 곳에서 생성되며, 소스를 향해도, 멀어지는 방향으로도 초광속 필드를 방출한다. 이들 또한 약 1λ에서 c로 감소한다.
• 이배극자 안테나를 사용한 실험 측정을 통해 횡방향 전기장 성분의 예측된 초광속 거동이 확인되었다.
• 질량 소스에서 생성된 중력장은 초광속으로 전파되며, 4중극자 전기역학 이론을 통해 모델링할 수 있다.
• 위상속도, 군속도, 정보속도는 서로 구별되며, 낮은 노이즈 조건과 알려진 변조 조건에서 정보속도는 초광속 군속도에 근접할 수 있다.
• 논문은 상대론적 프레임워크에서 초광속 신호와 관련된 원인성 위반에 대한 잠재적 해결책을 규명하였지만, 명백한 해결책은 제시하지 않는다.