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비펠드-브라운 효과

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목차

1. 개요

비펠드-브라운 효과는 고전압을 가한 비대칭적인 전기 축전기가 힘을 받는 현상으로, 1920년대 토머스 타운젠드 브라운에 의해 발견되었다. 브라운은 전기장을 이용한 추진력 생성 연구를 진행했으며, 폴 알프레드 비펠트와 함께 이 현상을 연구했다. 비펠드-브라운 효과는 코로나 방전에 의존하며, 전극 간 전위 기울기에 의해 이온풍이 발생하여 추력을 생성하는 원리로 설명된다. 브라운은 이 현상을 전기중력과 관련지었지만, 진공 실험을 통해 이온풍이 주요 원인임이 밝혀졌다. 이 효과는 리프터 장치 등 다양한 기술에 응용될 수 있으며, 대한민국에서도 국방 및 항공우주 분야를 중심으로 연구 및 응용 가능성에 대한 관심이 높아지고 있다.

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비펠드-브라운 효과
일반 정보
비펠트-브라운 효과를 보여주는 장치.
비펠트-브라운 효과를 보여주는 장치.
다른 이름전기 운동
전기장 추진
비펠트-브라운 현상
비펠트-브라운 추진력
리프터
비펠트-브라운 효과 추진기
B-B 효과
비펠트 효과
유형전기역학
발견자토마스 타운젠드 브라운
관련 인물폴 알프레드 비펠트
설명
개요비펠트-브라운 효과는 비대칭 커패시터에 높은 전압을 가했을 때 나타나는 현상이다.
이 효과는 커패시터가 더 좁은 전극 쪽으로 힘을 받는 것처럼 보이게 한다.
일반적으로 전기역학의 한 형태로 여겨진다.
원리전압이 인가되면 공기 중의 이온이 전극 사이에서 이동하여 바람을 생성하고, 이 바람이 추진력을 발생시킨다는 설명이 있다.
또 다른 설명으로는 전하가 유전체에 힘을 가하여 움직임을 생성한다는 것이 있다.
그러나 이러한 설명들은 논쟁의 여지가 있으며, 비펠트-브라운 효과의 정확한 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았다.
작용 메커니즘높은 전압 구배의 영향으로 전극 주변에서 이온이 형성된다.
이온은 전극 사이의 전기장을 따라 이동하면서 중성 공기 분자와 충돌하여 더 많은 이온을 생성한다.
이 이온 바람이 추진력을 발생시킨다.
논란비펠트-브라운 효과가 새로운 형태의 추진력인지, 아니면 단순히 전기역학적 현상인지에 대한 논란이 있다.
일부에서는 이 효과가 반중력 효과와 관련이 있다고 주장하지만, 이러한 주장은 과학적으로 입증되지 않았다.
응용
잠재적 응용 분야항공기 및 우주선의 추진 시스템
고정익 항공기
헬리콥터
무인 항공기
전기역학 유체 펌프
이온 추진기
리프터(Lifting device)
현재 개발 상황비펠트-브라운 효과를 이용한 장치 개발은 현재 초기 단계에 있다.
몇몇 연구 그룹과 아마추어들이 리프터와 같은 장치를 제작하여 실험하고 있지만, 아직 실용적인 응용 사례는 많지 않다.
이론적 연구와 실험적 연구가 계속 진행 중이다.
관련 연구미국 육군 연구소(U.S. Army Research Laboratory)에서 비펠트-브라운 효과에 대한 연구를 수행했다.
국방 기술 정보 센터(Defense Technical Information Center)에서 관련 연구 자료를 제공한다.
관련 용어
관련 용어이온 바람
유전체
고전압
전기장
커패시터
전극

2. 역사

"비펠드-브라운 효과"는 토머스 타운젠드 브라운이 고등학교 시절인 1920년대에 X선관 실험 중 관찰한 현상에서 유래했다.[1][6] 그는 쿨리지관에 고전압을 걸었을 때 관의 무게가 변하는 듯한 현상을 발견하고, 이를 전기력이 중력에 영향을 미치는 증거로 해석했다. 이를 바탕으로 "전기중력"이라는 개념을 제시하고, 이 원리를 이용한 추진 장치 "그래비테이터"를 구상했으며[7][8], 1927년 관련 특허를 신청했다.[1]

이 효과의 명칭은 브라운이 자신의 스승이자 공동 연구자라고 언급한 데니슨 대학교의 폴 알프레드 비펠드 교수의 이름에서 따온 것으로 알려져 있다.[9] 그러나 브라운과 비펠드 교수 간의 실제 관계나 공동 연구 진행 여부에 대해서는 명확한 기록이 부족하여 논란의 여지가 있다.[9][10]

브라운은 이후 연구를 통해 1960년 특허에서 이 효과를 전기운동 및 전기수력학(EHD) 현상과 연관지었으며[1][4], 반중력적인 특성을 지닌다고 주장했다.[11] 하지만 그의 주장을 뒷받침할 만한 과학적 증거는 거의 제시되지 않았다.[12] 1965년에는 이 효과가 진공 상태에서도 발생한다고 주장하는 특허를 출원했으나, 이 역시 실험적으로 충분히 검증되지 못했다.[1]

2. 1. 토머스 타운젠드 브라운

"비펠드-브라운 효과"는 토머스 타운젠드 브라운이 고등학교 재학 중이던 1920년대에 X선관으로 실험하던 중 관찰한 현상에서 유래했다. 그는 저울 위에 놓인 쿨리지관에 고전압을 가했을 때, 관의 방향에 따라 질량이 다르게 측정되는 것을 발견했다. 이는 어떤 순수력이 작용함을 시사했다.[1][6] 브라운은 이 발견을 통해 자신이 전기적으로 중력에 영향을 미쳤다고 추론했고, 이 현상을 이용한 추진 시스템 개발을 구상하게 되었다.[7] 1927년 4월 15일, 그는 "힘 또는 운동 생성 방법"이라는 이름으로 특허를 신청했는데, 이는 중력을 제어하여 선형적인 힘이나 운동을 만들어내는 전기 기반 방식을 설명하는 내용이었다.[1] 1929년에는 미국의 대중 과학 잡지 ''Science and Invention''에 자신의 연구를 상세히 소개하는 글을 실었다. 이 글에서 그는 자신이 발명한 "그래비테이터"를 언급했는데, 이는 전자기력, 기어, 프로펠러, 바퀴 없이 오직 그가 "전기중력"이라 부른 원리를 이용해 움직이는 장치였다. 그는 비대칭 축전기(커패시터)가 지구의 중력과 상호작용하는 신비한 장을 만들 수 있으며, 미래에는 그래비테이터가 여객선이나 우주 자동차를 움직이게 될 것이라고 주장했다.[8]

이 효과는 어느 시점부터 "비펠드-브라운 효과"라는 이름으로 불리게 되었는데, 이는 브라운이 자신의 스승이자 공동 실험자라고 주장한 데니슨 대학교 물리학 및 천문학 교수 폴 알프레드 비펠드의 이름을 따 명명한 것으로 추정된다.[9] 브라운은 오하이오주에 있는 데니슨 대학교를 1년 다니다 중퇴했으며, 비펠드 교수와의 관계에 대한 기록은 거의 남아있지 않다.[9] 브라운은 데니슨 대학교 재학 시절 비펠드 교수와 함께 일련의 실험을 진행했다고 주장했지만, 2004년 기준으로 데니슨 대학교 측은 그러한 실험 기록이나 브라운과 비펠드 교수 사이에 어떤 관계가 있었다는 기록을 가지고 있지 않다고 밝혔다.[10]

1960년에 "전기 운동 장치(electrokinetic apparatus)"라는 제목으로 등록된 특허에서 브라운은 전기운동을 언급하며 비펠드-브라운 효과를 전기수력학(EHD) 분야와 연결지었다.[1][4] 그는 또한 비펠드-브라운 효과가 전기와 중력 간의 상호작용에 기반한 반중력 힘, 즉 "전기중력"을 생성할 수 있다고 믿었다.[11] 하지만 이 효과가 실제로 반중력적인 특성을 가진다는 주장을 뒷받침할 만한 증거는 거의 제시되지 않았다.[12] 브라운의 특허는 다음과 같은 내용을 주장했다:[1][5]

# 축전기 판 사이의 거리가 가까울수록 효과는 더 강해진다 (역 상관관계).

# 전극 사이 유전체의 유전 강도가 높을수록 효과는 더 강해진다 (정비례 관계).

# 도체 판의 면적이 넓을수록 효과는 더 강해진다 (정비례 관계).

# 축전기 판 사이의 전압 차이가 클수록 효과는 더 강해진다 (정비례 관계).

# 유전 물질의 질량이 클수록 효과는 더 강해진다 (정비례 관계).

1965년, 브라운은 비대칭 축전기에 작용하는 순수력이 진공 상태에서도 존재할 수 있다고 주장하는 특허를 출원했다. 그러나 이 주장을 뒷받침하는 실험적 증거 역시 부족한 실정이다.[1]

2. 2. 폴 알프레드 비펠트

"비펠드-브라운 효과"라는 명칭은 토머스 타운젠드 브라운이 자신의 멘토이자 공동 실험자라고 주장한 폴 알프레드 비펠드의 이름을 따서 지은 것으로 추정된다.[9] 비펠드는 당시 데니슨 대학교의 물리학 및 천문학 교수였다.

브라운은 오하이오주에 있는 데니슨 대학교에 1년 동안 재학하다 중퇴했으며[9], 이 기간 동안 비펠드 교수와 함께 일련의 실험을 진행했다고 주장했다. 그러나 브라운과 비펠드의 관계나 공동 실험에 대한 명확한 기록은 거의 남아있지 않다.[9] 실제로 2004년 데니슨 대학교 측은 브라운과 비펠드 사이에 어떠한 공식적인 관계가 있었다거나 공동 실험을 진행했다는 기록을 보유하고 있지 않다고 밝혔다.[10] 이러한 정황은 브라운의 주장에 대한 신뢰성에 의문을 제기하며, 비펠드가 해당 효과의 발견 및 연구에 어느 정도 기여했는지에 대한 객관적인 검증이 필요함을 시사한다.

3. 효과 분석

비펠드-브라운 효과는 일반적으로 주변의 중성 입자로 운동량을 전달하는 이온풍을 생성하는 것으로 설명된다.[3] 이 현상은 비대칭 축전기의 전극에 높은 전압이 가해질 때 관찰되는 힘으로, 특히 음극(-)이 양극(+)보다 큰 비대칭 축전기를 사용하면 저전류에서도 상대적으로 더 강한 추력을 발생시킬 수 있다.[4] 이러한 장치는 비대칭 축전기 추력기(Asymmetric Capacitor Thruster, ACT)라고도 불린다.[5]

효과의 발생은 주로 코로나 방전에 의존하는 것으로 여겨진다. 코로나 방전은 날카롭거나 뾰족한 전극 주변의 강한 전기장으로 인해 공기 분자가 이온화되는 현상이다. 일반적으로 한쪽은 작고 날카로우며 다른 쪽은 크고 완만한 형태를 가진 두 전극 사이에 수 킬로볼트(kV)에서 메가볼트(MV) 수준의 높은 전압을 인가한다. 이때 작은 전극 주변에서 생성된 이온이 쿨롱의 법칙에 따라 반대 극성의 전극으로 이동하면서 주변 공기 분자와 충돌하여 운동량을 전달하고, 이것이 곧 추력으로 나타난다. 전극 간의 전위 기울기는 효과 발생에 중요한 요소이며, 약 10kV/cm 정도에서 효과적인 것으로 알려져 있다.

이 원리는 연소 과정이나 별도의 움직이는 부품 없이 공기 중에서 추력을 생성할 수 있어 이오노크라프트나 리프터와 같은 장치에서 관찰할 수 있으며,[1] EHD 추력기, 유체 펌프, 그리고 EHD 냉각 시스템 등 다양한 분야로의 응용 가능성이 탐구되고 있다.[13] 이 효과는 사용되는 전극의 극성[5]이나 주변 공기의 압력과 같은 여러 요인에 따라 그 세기가 달라질 수 있다.[1]

3. 1. 코로나 방전과 이온화

이 효과는 일반적으로 코로나 방전에 의존하는 것으로 여겨진다. 코로나 방전은 공기 분자가 날카롭거나 뾰족한 전극 근처에서 이온화되는 현상이다. 일반적으로 수 킬로볼트(kV)에서 메가볼트(MV) 수준의 높은 전압을 사용하는 두 개의 전극이 필요하며, 한 전극은 작거나 날카롭고 다른 전극은 더 크고 완만한 형태를 가진다. 전극 사이의 가장 효과적인 거리는 약 10kV/cm의 전위 기울기에서 발생하는데, 이는 공기의 일반적인 절연 파괴 전압 바로 아래 수준이며, 보통 포화 코로나 전류 조건이라고 불리는 전류 밀도 수준에 해당한다.

이러한 조건 하에서 작고 날카로운 전극 주위에는 매우 높은 전기장 기울기가 형성된다. 이 강한 전기장으로 인해 주변 공기 분자에서 전자가 떨어져 나가 이온화가 발생한다. 즉, 전극의 전하가 전자를 끌어당겨 원자로부터 분리시키는 것이다.

이 과정의 결과로, 양전하를 띤 이온 구름이 생성된다. 이 양이온들은 쿨롱의 법칙에 따라 음전하를 띤 크고 완만한 전극(음극) 쪽으로 끌려가 다시 중성 상태로 돌아간다. 이온이 음극으로 이동하면서 주변의 중성 공기 분자들과 충돌하여 운동량을 전달하는데, 이것이 바로 이온풍이며 비펠드-브라운 효과에 의한 추력의 주된 원인으로 설명된다.[3] 이 과정에서 반대 방향으로 같은 크기의 힘이 하부 전극에도 작용한다. 이 원리는 EHD 추력기, 유체 펌프, 그리고 최근에는 EHD 냉각 시스템 등에 응용될 수 있다.[13] 그러나 이 방식으로 얻을 수 있는 속도는 이온화된 공기가 얻을 수 있는 운동량에 의해 제한되며, 이 운동량은 이온이 중성 공기 분자와 충돌하면서 감소한다.

이 효과는 전극의 극성에 관계없이 작동한다. 즉, 작거나 얇은 전극이 양극(+)이든 음극(-)이든 상관없이 반대 극성을 가진 더 큰 전극과 함께 사용하면 효과가 나타난다.[5] 많은 실험에서는 작은 전극이 양극일 때 추력 효과가 약간 더 강하게 나타난다고 보고하기도 한다.[1] 이는 공기를 구성하는 기체 분자의 이온화 에너지와 전자 친화도의 차이, 즉 날카로운 전극에서 이온이 생성되는 용이성과 관련 있을 수 있다.

기압이 낮아지면 여러 요인이 복합적으로 작용하여 시스템에서 발생하는 힘과 운동량이 감소한다. 우선, 이온화될 수 있는 공기 분자의 수가 줄어들어 생성되는 이온의 양이 감소한다. 동시에 이온화된 입자와 중성 입자 사이의 충돌 횟수도 줄어든다. 이러한 변화가 이온화된 공기의 최대 운동량을 증가시키는지 감소시키는지는 명확하지 않지만, 전극에 작용하는 힘은 글로우 방전 영역이 시작될 때까지 점차 감소한다. 힘이 감소하는 또 다른 이유는 공기의 절연 파괴 전압이 낮아지기 때문이다. 이로 인해 전극 사이에 더 낮은 전압을 가해야 하므로 쿨롱의 법칙에 따른 힘도 약해진다.

글로우 방전 영역에서는 공기가 전기적으로 도체처럼 행동하게 된다. 가해진 전압과 전류는 거의 빛의 속도로 전달되지만, 이온 자체의 이동은 매우 적어진다. 결과적으로 쿨롱 힘과 운동량 변화가 매우 작아져 거의 0에 가까운 힘이 발생한다.

글로우 방전 영역보다 더 낮은 압력에서는 절연 파괴 전압이 다시 증가하지만, 생성될 수 있는 이온의 수가 줄어들고 충돌 가능성도 낮아진다. 매우 낮은 압력에서 힘이 존재하는지에 대해서는 상반된 실험 결과가 있다. 대체로 매우 낮은 압력에서는 아주 높은 전압을 사용한 실험에서만 긍정적인 결과(힘 발생)가 관찰될 가능성이 높다. 이는 극소수의 공기 분자라도 높은 전압에서는 이온화될 확률이 커지고, 각 이온에 작용하는 쿨롱 힘도 강해지기 때문이다. 반면 낮은 전압을 사용한 실험에서는 이온화 확률과 이온당 힘이 모두 낮아 힘이 관찰되지 않을 수 있다. 저압에서 긍정적인 결과가 나온 실험들의 공통점은 관찰된 힘이 표준 대기압에서의 실험 결과에 비해 훨씬 작다는 것이다.

3. 2. 추력 발생 원리

비펠드-브라운 효과는 주변의 중성 입자에 운동량을 전달하는 이온풍을 생성하는 현상으로 설명된다. 이 원리는 고전압이 가해진 비대칭 축전기에서 관찰되는 힘을 설명하는 데 사용된다.[3]

축전기에 충분히 높은 직류(DC) 전압을 걸면, 음극(-) 단자에서 양극(+) 단자 방향으로 추력이 발생한다.[4] 특히 음극이 양극보다 큰 비대칭 축전기를 사용하면, 일반적인 축전기보다 더 큰 추력을 얻을 수 있다.[4] 이런 축전기는 비대칭 축전기 추력기(Asymmetric Capacitor Thruster, ACT)라고 불린다.[5]
비대칭 축전기의 예시
비펠드-브라운 효과는 연소 과정이나 움직이는 부품 없이 공기 중에서 추력을 만드는 이오노크라프트나 리프터 등에서 관찰할 수 있다.[1]

이 효과는 주로 코로나 방전에 의해 발생하는 것으로 이해된다. 코로나 방전은 전극 주변의 공기 분자를 이온화시키는 현상인데, 특히 뾰족하거나 날카로운 모서리 근처에서 잘 일어난다. 일반적으로 수 킬로볼트(kV)에서 메가볼트(MV) 수준의 높은 전압이 걸린 두 개의 전극이 사용된다. 이때 한 전극은 작고 날카로우며, 다른 전극은 더 크고 표면이 부드럽다. 전극 사이의 거리는 전위 기울기가 약 10kV/cm일 때 가장 효과적인데, 이는 공기의 절연 파괴 전압 바로 아래 수준이며, 보통 포화 코로나 전류 조건이라고 불리는 상태에 해당한다. 이렇게 하면 작고 날카로운 전극 주변에는 강한 전기장이 형성되어 주변 공기 분자에서 전자가 떨어져 나가는 이온화가 발생한다. 즉, 전극의 전하가 전자를 끌어당겨 분리시키는 것이다.

이 과정에서 양전하(+)를 띤 이온 구름이 생성된다. 이 이온 구름은 쿨롱의 법칙에 따라 음전하(-)를 띤 부드러운 전극 쪽으로 끌려가면서 중성 분자와 충돌하고 운동량을 전달하며, 최종적으로 전극에 도달해 다시 중성 상태가 된다. 이 과정에서 이온의 이동 방향으로 추력이 발생하며, 반대 방향으로는 전극에 동일한 크기의 반작용 힘이 작용한다. 이 원리는 EHD 추력기, 유체 펌프, 그리고 최근에는 전자기 유체역학(EHD) 냉각 시스템 등에 응용될 수 있다.[13] 발생 가능한 추력의 크기는 이온화된 공기가 얻을 수 있는 운동량에 의해 제한되며, 이 운동량은 이온이 중성 공기 분자와 충돌하면서 감소한다.

이 효과는 전극의 극성에 관계없이 발생한다. 즉, 작고 날카로운 전극이 양극(+)이든 음극(-)이든 상관없이 추력이 발생하며, 다른 쪽의 큰 전극은 반대 극성을 가지면 된다.[5] 많은 실험에서는 작은 전극이 양극(+)일 때 추력이 약간 더 강하게 나타난다고 보고되는데,[1] 이는 공기를 구성하는 분자들의 이온화 에너지와 전자 친화도 에너지 차이 때문일 수 있다. 즉, 날카로운 전극에서 이온이 얼마나 쉽게 생성되는지에 영향을 받는다는 의미이다.

공기 압력이 낮아지면 추력 발생에 영향을 미치는 몇 가지 요인이 복합적으로 작용한다. 우선, 이온화될 수 있는 공기 분자 수가 줄어들어 생성되는 이온의 양이 감소한다. 동시에, 이온화된 입자와 중성 입자 사이의 충돌 횟수도 줄어든다. 이러한 변화가 이온화된 공기의 최대 운동량에 어떤 영향을 미치는지는 명확하지 않지만, 전극에 작용하는 힘은 글로우 방전 영역이 시작될 때까지 점차 감소하는 경향을 보인다. 힘이 감소하는 또 다른 이유는 공기의 절연 파괴 전압이 낮아지기 때문이다. 낮은 압력에서는 더 낮은 전압만 가할 수 있으므로, 쿨롱의 법칙에 따른 힘도 약해진다.

글로우 방전 영역에서는 공기가 도체 상태가 된다. 이때 전압과 전류는 빠르게 전달되지만, 공기 자체의 움직임은 거의 없어지므로 추력은 거의 0에 가까워진다. 글로우 방전 영역보다 더 낮은 압력에서는 절연 파괴 전압이 다시 높아지고, 이온화될 수 있는 분자 수가 더욱 줄어들며 충돌 가능성도 낮아진다. 매우 낮은 압력에서 추력이 발생하는지에 대해서는 실험 결과가 엇갈린다. 긍정적인 결과를 얻은 실험들은 주로 매우 높은 전압을 사용했는데, 이는 제한된 수의 공기 분자라도 이온화될 확률을 높이고, 쿨롱의 법칙에 따라 각 이온으로부터 더 큰 힘을 얻을 수 있기 때문일 가능성이 있다. 반면, 낮은 전압을 사용한 실험에서는 이온화 확률과 이온당 힘이 모두 낮아 추력을 관찰하기 어려웠을 수 있다. 낮은 압력에서 추력이 관찰된 경우에도, 그 힘의 크기는 일반적으로 표준 대기압에서 수행된 실험에 비해 작았다.

4. 전기중력 및 이온풍 논쟁

브라운은 자신이 발견한 현상이 고전압 커패시터가 생성하는 강력한 전기장이 지구의 중력과 상호작용하는 결과라고 믿고, 이를 전기 중력(Electrogravitics)이라고 명명했다. 일부 연구자들은 이 효과가 기존 물리학의 틀로는 설명하기 어렵다고 주장했으며,[14] 특히 UFO 커뮤니티에서는 이를 단순한 전기 운동을 넘어선 미스터리한 현상으로 받아들이며 큰 관심을 보였다.

그러나 이 효과가 이온 바람과 같은 기존에 알려진 현상이 아니라 미지의 반중력 힘이라는 주장, 특히 진공 상태에서도 작동한다는 주장에 대해서는 논쟁이 있다. 진공 상태에서의 여러 실험 결과는 이 효과의 주된 원인이 공기 중의 이온 이동, 즉 이온 바람일 가능성이 높다는 점을 시사한다.[12][15][4] 이에 대한 상세한 주장과 반론은 하위 섹션에서 다룬다.

4. 1. 전기중력 주장

브라운은 자신이 개발한 고전압, 고용량 커패시터가 매우 강한 전기장을 생성하여 지구의 중력과 상호작용할 수 있다고 믿었으며, 이 현상을 전기 중력(Electrogravitics)이라고 명명했다. 일부 연구자들은 이 현상이 기존의 물리학으로는 설명하기 어렵다고 주장하기도 했다.[14] 이 효과는 UFO 커뮤니티에서 큰 관심을 끌었는데, 이 커뮤니티에서는 단순한 전기 운동을 넘어서는 현상으로 여겨졌기 때문이다. 특히 윌리엄 L. 무어와 찰스 벌리츠는 그들의 저서에서 필라델피아 실험을 다루며 브라운의 초기 연구를 상세히 소개하고, 브라운이 발견한 전기 중력 효과가 UFO에 사용되고 있을 가능성을 암시했다.

브라운이 주장한 힘이 단순한 이온 바람 효과가 아니라 알려지지 않은 반중력 힘이라는 것을 증명하기 위해, 진공 상태에서 힘이 생성될 수 있는지에 대한 후속 연구가 진행되었다.

  • 1990년, 미국 공군 연구원 R. L. 탈리는 브라운 방식의 커패시터를 사용하여 진공 상태에서 실험을 수행했다.[12] 그는 진공도를 10−6 토르까지 낮추고 직류 전압을 약 19 kV까지 높였지만, 전극에 가해진 정적 전위와 관련하여 어떠한 추력도 관찰하지 못했다고 보고했다.[15]
  • 2003년, NASA 과학자 조나단 캠벨은 10−7 토르의 더 높은 진공 상태에서 최대 50 kV의 전압을 사용하여 리프터를 테스트했지만, 역시 움직임을 관찰하지 못했다. 캠벨은 ''와이어드'' 잡지와의 인터뷰에서 우주와 유사한 진공 상태를 만드는 데 수만 달러 상당의 장비가 필요했다고 언급하며 실험의 어려움을 설명했다.[12]
  • 같은 해(2003년), 육군 연구소(ARL) 연구원들은 다른 결과를 발표했다. 이들은 인터넷 정보를 바탕으로 네 가지 크기의 비대칭 커패시터를 제작하고 약 30 kV의 고전압을 가하는 실험을 진행했다. 보고서에 따르면, 연구원들은 관찰된 힘이 이온 바람 효과만으로는 설명하기 어려우며, 이온 바람의 효과는 관찰된 힘보다 최소 세 자릿수 이상 작다고 주장했다. 그들은 이 현상이 이온 바람 대신 이온 드리프트(ion drift)로 설명될 수 있다고 제안했지만, 이는 "규모 추정"일 뿐이며 추가적인 실험 및 이론 연구가 필요하다고 덧붙였다.[16]
  • 약 10년 후, 리베레츠 공과대학교 연구원들은 ARL의 가설을 뒷받침하는 실험 결과를 발표하며, 생성된 힘의 가장 유력한 원인으로 이온 드리프트를 지목했다.[17]
  • 2004년, 마틴 타지마르는 브라운의 연구를 재현하려는 시도가 실패했다고 보고했다. 그는 브라운이 관찰한 효과가 실제 전기 중력이 아니라, 진공 챔버 내 전극 조립품의 불충분한 가스 제거로 인해 발생한 코로나 바람 효과일 수 있다고 주장했다. 즉, 브라운이 코로나 바람 효과를 중력과 전자기력 사이의 연결 가능성으로 오해했을 수 있다는 것이다.[4]


이처럼 브라운의 전기 중력 주장은 여러 연구자들에 의해 검증이 시도되었으나, 실험적으로 명확히 입증되지 못했으며, 이온 바람이나 코로나 바람 등 기존 물리학으로 설명 가능한 현상이라는 반론이 제기되고 있다.

4. 2. 이온풍 효과 반론



비펠드-브라운 효과가 단순한 이온 바람 효과가 아니며, 진공 상태에서도 작동하는 미지의 반중력 현상이라는 주장이 제기되기도 했다. 브라운 자신은 이 현상을 전기 중력(electrogravitics)이라 명명하며, 자신의 장치가 지구의 중력과 상호작용한다고 믿었다. 일부 연구자들은 기존 물리학으로 이 현상을 설명하기 어렵다고 주장했으며,[14] 특히 UFO 커뮤니티에서는 이 효과를 전기 운동 이상의 현상으로 간주하며 큰 관심을 보였다. 윌리엄 L. 무어와 찰스 벌리츠는 저서 "필라델피아 실험"에서 한 장 전체를 할애하여 브라운의 초기 연구를 다루며, 그가 새로운 전기 중력 효과를 발견했고 이것이 UFO에 사용되고 있을 가능성을 시사하기도 했다.

그러나 이 효과가 진공 상태에서도 발생한다는 주장에 대해서는 여러 반박 연구가 진행되었다. 1990년, 미국 공군 연구원 R. L. 탈리는 브라운의 실험을 재현하기 위해 진공 상태에서 실험을 수행했다.[12] 그는 진공도를 10−6 토르까지 낮추고 약 19kV의 직류 전압을 가했지만, 전극에 어떤 추력도 관찰하지 못했다고 보고했다.[15] 2003년에는 NASA 과학자 조나단 캠벨이 10−7 토르의 더 높은 진공 상태에서 최대 50kV의 전압을 사용하여 리프터 장치를 테스트했지만, 역시 어떠한 움직임도 관찰할 수 없었다. 캠벨은 ''와이어드'' 잡지와의 인터뷰에서 우주와 유사한 진공 상태를 만드는 데 고가의 장비가 필요함을 지적하며 실험의 어려움을 언급하기도 했다.[12]

2004년, 마틴 타지마르는 브라운의 실험 결과를 재현하는 데 실패했으며, 브라운이 관찰한 것은 진공 챔버 내 전극의 불충분한 가스 제거로 인해 발생한 코로나 바람 효과였을 가능성이 높다고 주장했다. 즉, 브라운이 단순한 공기 유동 현상을 중력과 전자기력 간의 상호작용으로 오인했을 수 있다는 것이다.[4]

한편, 2003년 육군 연구소(ARL) 연구팀은 비대칭 축전기를 이용한 실험 결과, 관찰된 힘이 단순 이온풍만으로는 설명하기 어렵다고 보고했다. 그들은 이온풍 효과가 관찰된 힘에 비해 최소 수백 배 작다고 추정하며, 대신 이온이 전자처럼 탄도 운동을 하는 것이 아니라 주변 기체 분자와 충돌하며 이동하는 '이온 드리프트' 현상이 주된 원인일 수 있다는 가설을 제시했다. 다만 이는 초기 추정이며 추가 연구가 필요하다고 덧붙였다.[16] 약 10년 후, 리베레츠 공과대학교 연구팀은 ARL의 가설을 뒷받침하는 실험 결과를 발표하며, 이온 드리프트가 생성된 힘의 가장 유력한 원인임을 시사했다.[17]

결론적으로, 비펠드-브라운 효과가 진공 상태에서 발생한다는 주장은 신뢰성 있는 실험을 통해 입증되지 못했으며, 효과가 관찰되는 경우에도 이는 주로 이온 바람이나 이온 드리프트와 같은 잘 알려진 물리 현상으로 설명될 수 있다는 것이 과학계의 중론이다.

5. 특허

T. T. 브라운은 자신의 발견과 관련하여 여러 건의 특허를 획득했다. 특허 목록은 다음과 같다.

특허 번호특허명승인/발행일
[https://web.archive.org/web/20030522052551/http://l2.espacenet.com/espacenet/bnsviewer?CY=ep&LG=en&DB=EPD&PN=GB300311&ID=GB++++300311A++I+ GB300311]힘 또는 운동을 생성하기 위한 방법 및 장치 또는 기계1928년 11월 15일
미국 특허 1,974,483정전기 모터1934년 9월 25일
미국 특허 2,949,550전기 운동 장치1960년 8월 16일
미국 특허 3,018,394전기 운동 변환기1962년 1월 23일
미국 특허 3,022,430전기 운동 발전기1962년 2월 20일
미국 특허 3,187,206전기 운동 장치1965년 6월 1일
미국 특허 3,196,296전기 발전기1965년 7월 20일



1960년 "전기 운동 장치" 특허(미국 특허 2,949,550)에서 브라운은 전기운동을 언급하며 비펠드-브라운 효과를 전기수력학 (EHD) 분야와 연결시켰다.[1][4] 그는 이 효과가 전기중력이라 불리는 반중력 힘을 생성할 수 있다고 믿었으나[11], 이를 뒷받침하는 증거는 부족하다.[12] 브라운은 1965년 특허(미국 특허 3,187,206)에서 비대칭 축전기에 작용하는 순수력이 진공에서도 존재할 수 있다고 주장했지만, 이 역시 실험적 증거가 부족하다.[1]

역사적으로 이 효과는 정전기 먼지 제거 장치나 공기 이온 발생기 등 다양한 분야에 응용하려는 시도가 있었으며 관련 특허들이 등록되었다. 1964년에는 G.E. 하겐(G.E. Hagen)이 미국 특허 3,120,363 "비행 장치"를 획득했는데, 이는 훗날 알려진 리프터 장치와 거의 동일한 원리를 가진 것이었다.

참조

[1] 학술지 Force on an Asymmetric Capacitor https://apps.dtic.mi[...] 2003-06
[2] 웹사이트 The Man Who Mastered Gravity – Chapter 10 The Biefeld Brown Effect https://www.ttbrown.[...]
[3] 학술지 Force on an Asymmetric Capacitor https://apps.dtic.mi[...] 2003-06
[4] 학술지 Biefeld-Brown Effect: Misinterpretation of Corona Wind Phenomena https://www.research[...] 2004-02
[5] 학술지 Asymmetrical Capacitors for Propulsion https://ntrs.nasa.go[...] 2004-10-01
[6] 뉴스 TT Brown's Electrogravitics https://www.theguard[...] 2018-08-27
[7] 웹사이트 Thomas Townsend Brown: Part IV of the Holiday Serial http://chipdesignmag[...] 2018-08-27
[8] 웹사이트 The Man Who Mastered Gravity Chapter 21: How I Control Gravitation https://www.ttbrown.[...]
[9] 웹사이트 The Man Who Mastered Gravity Chapter 11: He Made Things Up https://www.ttbrown.[...]
[10] 웹사이트 The Man Who Mastered Gravity Chapter 11 – He Made Things Up https://www.ttbrown.[...]
[11] 웹사이트 The Man Who Mastered Gravity – Chapter 10 The Biefeld Brown Effect https://www.ttbrown.[...]
[12] 뉴스 The Super Power Issue: The Antigravity Underground https://www.wired.co[...] 2018-08-27
[13] 웹사이트 A System for Liquid Cooling of Electronic Elements with EHD Pumping Mechanism http://www.iesj.org/[...] 2017-06-20
[14] 웹사이트 The "Lifter" Phenomenon http://www.infinite-[...] 2002-09
[15] 학술지 Twenty First Century Propulsion Concept http://www.otherhand[...] 1991-05
[16] 학술지 Bahder 2003, pp. 21-22.
[17] 학술지 Calculation and measurement of a neutral air flow velocity impacting a high voltage capacitor with asymmetrical electrodes 2014-01
[18] 웹사이트 Discovery Channel | ディスカバリーチャンネル | 怪しい伝説:クリスマスの電飾の危険 https://web.archive.[...]


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