Zunächst müssen wir uns von dem Vakuum der klassischen Physik, in dem die Energiedichte = der Materiedichte = 0 ist, verabschieden. Vielmehr wird in der Quantenphysik das Vakuum als Zustand niedrigster Energie angesehen, wobei diese auch nicht genau zu erfassen ist, sondern um einen statistischen Mittelwert "pendelt". Nach dem Grundprinzip der Quantenmechanik, der HEISENBERGschen Unschärferelation, können in einem solchen Vakuum nun virtuelle Teilchen spontan real werden, sie zerfallen aber genauso schnell wieder. Spontan ist hierbei ein wichtiger Begriff, denn diese Teilchen erscheinen ohne Kausalbeziehung, d.h.: sie sind nicht vorhersagbar ! Max PLANCK hat gewisse Größen definiert, die man als Planck-Größen bezeichnet. Da wären, um zwei Beispiele zu nennen, die Planck-Zeit (tPL » 5,3 * 10-44 s) und die Planck-Länge (lPl » 1,6 * 10-33 cm). Laut Quantenphysik verläuft die Zeit in Quanten, wobei die Planck-Zeit die kleinstmögliche Einheit darstellt, und auch der Raum ist gequantelt (siehe Planck-Länge). Nun ist die Vorstellung so, daß in diesen winzigen Planck-Dimensionen Raum und Zeit nicht mehr unterscheidbar sind, in diesen Dimensionen ist es egal, ob wir uns in Raumrichtung oder in Zeitrichtung bewegen. Raum und Zeit verschmieren miteinander. Man spricht von einer schaumartigen Struktur von Raum-Zeit. Was aber geschah nun beim Urknall und was war vorher ? Man nimmt an, daß vor dem Urknall ein Quantenvakuum existierte, das dem von mir beschriebenen zwar ähnelt, in dem es aber keine virtuellen Teilchen gab, die real werden konnten und wieder zerfallen konnten. In diesem primordialen Quantenvakuum (primordial : ursprünglich, am Anfang stehend) herrschte perfekte Symmetrie und es hatte beliebig viele Dimensionen. Doch so wie in dem von mir beschriebenen Vakuum virtuelle Teilchen entstehen können, so konnte es in diesem primordialen Quantenvakuum zu Symmetriebrechungen kommen. Und diese fanden spontan statt, also ohne Kausalbeziehung. Sie waren also nicht vorhersagbar. Eine solche Symmetriebrechung führte wohl zu unserem Universum. Bei einer spontanen Symmetriebrechung spalteten sich von den n Dimensionen zehn Stück ab. Diesen Vorgang bezeichnen wir als Urknall! In der darauffolgenden Planck-Ära taten sich vier dieser zehn Dimensionen zu unseren heutigen drei Raumdimensionen und einer Zeitdimension auf. Die anderen sechs Dimensionen blieben in den Planck-Größen kompaktifiziert und sind für die Eigenschaften der heutigen Elementarteilchen zuständig. Aufgrund weiterer Symmetriebrechungen entstanden eine Urkraft und eine Teilchensorte in der Planck-Ära. Was weiterhin geschah, wurde am Anfang erläutert. Unser Universum ist also aus einer Störung der perfekten Symmetrie des primordialen Quantenvakuums, aus einer Symmetriebrechung entstanden. Eine solche Störung bezeichnet man als primordiale Quantenvakuumfluktuation. Man könnte umgekehrt auch formulieren: Eine primordiale Quantenvakuumfluktuation erzeugt ein Universum!
Unter dem Begriff Quantenvakuum versteht man den Vakuumzustand der
Quantenphysik, den Zustand niedrigster Energie. Diese Nullpunktsenergie ist
immer grösser als null, d.h. selbst wenn sich makroskopisch in einem
physikalischen System "scheinbar nichts tut", so ist es mikroskopisch "immer in
Bewegung". Der genaue Zahlenwert hängt vom betrachteten Quantensystem ab. Die
möglichen Zustände eines Quantensystems werden durch Wellenfunktionen ("Psi")
dargestellt. Man erhält sie, wenn man die Bewegungsgleichung des Systems löst.
Dies kann eine Schrödinger-Gleichung, eine Klein-Gordon-Gleichung, eine
Soliton-Gleichung oder andere Differentialgleichungen sein. Die Wellenfunktionen
konstituieren dann das Spektrum des betrachteten Problems, das in Vakuumzustände
und angeregte Zustände eingeteilt wird. Die Vakuumzustände sind Zustände
niedrigster Energie und besonders stabil. In der Quantentheorie gibt es eine
Zuordnung zwischen dem Messwert (Observable), und dem Erwartungswert. Sie sind
wohldefiniert und führen auf den hier zentral zu diskutierenden
Vakuumerwartungswert. Der harmonische Oszillator der Quantenmechanik ist ein
einfaches Modellsystem, das diese Eigenschaft zeigt: die Eigenwerte des
Hamilton-Operators, der die Energie im System beschreibt, verrät die möglichen
energetischen Zustände des Systems. Sie sind quantisiert, d.h. es können nur
diskrete Werte (Energiestufen) angenommen werden und nicht beliebige Werte eines
Kontinuums. Der energetisch tiefstmögliche Zustand besitzt eine von null
verschiedene Energie, die gerade 0.5*h/(2*pi)*omega ist (h: Plancksches
Wirkungsquantum, omega: Kreisfrequenz). Der harmonische Oszillator vollführt
dann eine Nullpunktsschwingung. Die Eigenfunktionen des Hamilton-Operators
charakterisieren gerade die Eigenzustände des Systems, die Wellenfunktionen. Im
Bild der Quantisierung vermitteln zwischen den unterschiedlichen, diskreten
Energieniveaus die Erzeuger- und Vernichteroperatoren. Sie erzeugen oder
vernichten beim harmonischen Oszillator ein bosonisches Vibron, wenn man von
einem Energieniveau zum nächsten wechselt. Dies ähnelt den Sprossen einer
Leiter, die man auf- oder hinuntersteigt, weshalb man Erzeuger und Vernichter
auch Leiteroperatoren nennt. Gemäss der Heisenbergschen Unschärferelation kann
man bei der Interpretation als Energie-Zeit-Unschärfe dem Vakuum für sehr kurze
Zeit Energie entziehen. Aus diesen Energieportionen können sich virtuelle
Teilchenpaare bilden, bestehend aus Teilchen (z.B. Elektron) und zugehörigem
Antiteilchen (z.B. Positron), die nach Verrinnen der kurzen Zeiten wieder
verschwinden. Diesen Vorgang nennt man auch Vakuumpolarisation. Das
Quantenvakuum ist also ein "ständig brodelnder See aus Teilchen und
Antiteilchen", die entstehen und vergehen. Ein anderer, oft bemühter Begriff ist
der der Vakuumfluktuationen. Unter bestimmten Bedingungen (weitere
Energiezufuhr, weitere Partner für Impulsübertrag) können diese virtuellen
Teilchen materialisieren. Genau dieser Prozess findet auch bei der Bildung von
Hawking-Strahlung am Ereignishorizont Schwarzer Löcher statt. Für die
Quantenkosmologie ist das Quantenvakuum von besonderer Relevanz, weil sich
daraus ein mikroskopisches Universum gebildet haben könnte, das über den Prozess
der Inflation sehr schnell sehr gross wurde. Im Casimir-Effekt ist das
Quantenvakuum experimentell nachgewiesen worden. Zwischen zwei Metallplatten
fehlen bestimmte Moden virtueller Photonen ("Kastenproblem"), so dass der
Quantendruck von aussen, wo alle Moden existieren können, überwiegt und die
Casimir-Kraft die Platten zusammendrückt. Unter einem falschen Vakuum versteht
man in der Diskussion von Higgs-Mechanismen Gebiete, die sich nach einer
Symmetriebrechung ausbilden und endlichen Vakuumerwartungswert für das
Higgs-Feld haben. Mit den falschen Vakua sind topologische Defekte verknüpft, in
denen Energie "topologisch eingeschlossen" ist. In vielfältiger Ausprägung
(Kosmische Strings, kosmische topologische Defekte mit dem Charakter Dunkler
Energien) können diese Defekte von hoher Relevanz für die Kosmologie sein.
Das Quantvakuum ist ein mehrdimensionaler Hyperraum-Oszillator (Schwinger), welches ein System darstellt in dem Schwingungen auftreten können. Diese Schwingungen sind höher dimensionale, periodische Zustandsenderungen des Systems (Hyperraum-Oszillators), die immer dann auftreten, wenn das System durch eine äußere Störung aus seinem Gleichgewicht gebracht wird und Kräfte wirksam werden, die das System wieder in Richtung des Gleichgewichts bewegen. Die Hyperraum-Schwingungen sind exakte harmonische Schwingungen ohne Reibungsverluste und deshalb wiederholt sich der periodische Vorgang unendlich oft. Die harmonischen Hyperraum-Schwingungen überlagern sich, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.
Das Quantenvakuum ist folglich ein höher dimensionales Raumgebilde welches die niederdimensionale Raumzeit enthält. Dieser höher dimensionale Quantenraum ist ein Informationsspeicher aus dem heraus alles entsteht und in dem alles wieder zurückkehrt. Alle Information ist in diesem Raumzustand als höher dimensionale Schwingungen mit Oberwellen enthalten und äußert sich in einem niederdimensionalen Raum als Trägheit (man könnte auch sagen, die Seele steigt in den materiellen Zustand herab). Materie ist somit Information aus dem Quantenvakuum (Hyperraum). Die kleinstmögliche Trägheit, welche uns in der Raumzeit begegnet, ist das Wirkungsquantum (Wirkung pro Raumzeit). Dieses Wirkungsquantum ist wiederum die kleinstmögliche Veränderung von Dimensionen zueinander (Beschleunigung). Das Wirkungsquantum entspricht einer maximalen Beschleunigung in einer Schwingung, welche den differenzierten Umkehrpunkt darstellt. Jeder Umkehrpunkt einer Schwingung im Quantenraum äußert sich als Wirkungsquantum (Trägheit) in unserer Raumzeit. Wirkungsquanten sind die Ursache von Allem was wir als Energie (Fermionen und Bosonen) bezeichnen. Somit ist es die Grundlage des Seins.
Das Quantenvakuum erzeugt also mit seinen höher dimensionalen Schwingungen an dessen Umkehrpunkten (maximale Krümmung der Dimensionen zueinander) die Wirkungsquanten, welche erst die Grundlage der Raumzeit bilden. Wirkungsquanten aus dem Quantenvakuum (Hyperraum) erzeugen reale und virtuelle Teilchen (Fermionen) und generieren damit die Raumzeit. Beschleunigte Teilchen in der Raumzeit erzeugen Wirkungsquanten und generieren damit die Wechselwirkungsfelder (Bosonen). Bereits die Nullpunktschwingung der Teilchen (Fermionen) im dreidimensionalen Raum, ist eine Beschleunigung und erzeugt daher Wechselwirkungsfelder (Bosonen). Die Nullpunktschwingung ist also eine Wirkung im dreidimensionalen Raum von der ursächlichen Entstehung der Teilchen (Fermionen) aus dem höher dimensionalen Quantenvakuum.
Zeitliche, örtlich verändernde, Abläufe (Schwingungen) im höher dimensionalen Quantenvakuum äußern sich als räumlich ruhende Teilchen im dreidimensionalen Raum. Materie im dreidimensionalen Raum ist folglich gespeicherte Information aus dem höher dimensionalen Quantenvakuum (analog der Datenspeicherung in einem Computer). Irgendwer oder irgendwas, aus einer höheren Dimension, speichert und verändert Daten und unser wahrnehmbares Universum ist das Ergebnis! Durch ein entsprechendes Programm (das selbst lernt) kann die bereits gespeicherte Information verändert werden. Das Programm wäre in diesem Fall der sich weiter entwickelnde Geist der Lebewesen und die bereits gespeicherte Information wäre die bestehende Materie. Nach einem durchlaufenen Zyklus wird das Ergebnis überprüft! Die vergehende Zeit dieser Zyklen ist relativ zu sehen, denn ein zeitlicher Ablauf in unserem dreidimensionalen Raum ist ein völlig anderer als im höher dimensionalen Quantenvakuum (wenn es relative Vorgänge bei Beschleunigung, von Bezugssystem zu Bezugssystem, in der Raumzeit gibt, muss es auch relative Vorgänge von vierdimensionaler Raumzeit zu höher dimensionalen raumzeitlichen Zuständen geben; dies ist grundsätzlich mit einer höheren Anzahl an Freiheitsgraden verbunden). Für Gott wäre dieser Zyklus, da er aus einer höheren Dimension auf alles Sein (Raum- und Zeitausdehnung) parallel zugreifen kann, sehr klein, weil sich höher dimensionale Wellen parallel auf niedere Dimensionen auswirken. Für Lebewesen in einer vierdimensionalen Raumzeit vergingen zum Beispiel Milliarden von irdischen Jahren, da die Erkenntnis der Veränderung einem linearen Ursache- und Wirkungsprinzip folgt, das durch die dreidimensionale Ausbreitung von Wellen gegeben ist. Eine höher dimensionale Schwingung im Hyperraum hat eine parallele Wirkung im niederdimensionalen Raum. Das heißt, räumlich und zeitlich versetzte Vorgänge im dreidimensionalen Raum finden aus dem Hyperraum gesehen gleichzeitig statt. Das entspricht einer Wirkung im rechten Winkel (orthogonal) zum dreidimensionalen Raum. Wenn folglich die Ursache eines Teilchens durch einen Schwingungsvorgang im Quantenvakuum (Hyperraum) liegt, müssen alle Teilchen parallel entstehen, d.h., zur gleichen Zeit. Aus diesem Grund können sie sich auch nicht von einander unterscheiden. Grundsätzlich haben wir drei Teilchen (Quarks), alle andern bauen darauf auf oder werden durch einen Beschleunigungsvorgang im dreidimensionalen Raum erzeugt. Das bedeutet es gibt drei höher dimensionale Schwingungen welche die Ursache aller Teilchen sind. Diese drei harmonischen Schwingungen aus dem Hyperraum sind Oberwellen eines Impulses, welcher wiederum durch seine maximale Beschleunigung am Umkehrpunkt eine immer wieder kehrende dimensionale Krümmung erzeugt und somit, aus dem dreidimensionalem Raum betrachtet, eine örtliche pulsierende Trägheit verursacht, welche wir als das Teilchen deuten. Die sich jeweils nicht voneinander unterscheiden können. Wir haben somit einen Datenspeichervorgang wie in unseren Computern nur hier mit -1, 0, +1. Außerdem herrscht hier eine universelle Parallelabfrage und Paralleleingabe. Die Geschwindigkeit dieser Paralleleingabe und Abfrage aus dem höher dimensionalen Quantenvakuum muss in der Frequenz der orthogonalen Schwingung liegen, welche mit dem Wirkungsquantum (Beschleunigung am Umkehrpunkt) die Ruhemasse der Elementarteilchen bildet.
Die Energieübertragung aus dem Vakuumfeld beruht auf
nicht-transversalen elektromagnetischen Effekten
Auf dem Weg zur technischen Nutzung induzierter Energieemissionen aus dem Vakuumfeld nehmen die nicht-transversalen elektromagnetischen (Potential-) Wellen eine Schlüsselposition ein. Die Bedeutung dieser sog. nicht-hertzschen Wellen wird erst vor dem Hintergrund der ursprünglichen Quaternionen-Theorie des Elektromagnetismus verständlich (Maxwell 1873). Mit der Verallgemeinerung geometrischer Modelle hin zu Quantentopologien, eröffnen sich ein bisher kaum bekannte Wege zur Beschreibung sowohl subatomarer als auch kosmologischer Strukturen. Auf dieser Grundlage sind während der letzten Dekade in mehreren Gebieten des physikalischen Mainstreams neue Verfahren detailliert ausgearbeitet worden (z.B. die Unified Quantum Field Theories). So lassen sich erstmals die Beziehungen zwischen Elektromagnetismus und der Energie des Vakuumfeldes derartig berechnen, daß eine Nutzung der Nullpunktenergie (ZPE) physikalisch plausibel erscheint. In dem hier vorgestellten Ansatz, wird die in der Elementarteilchenphysik entwickelte Eichtheorie (Wu-Yang 1975) verwendet, um eine relativistisch kovariante Erweiterung der heutigen linearisierten Maxwellgleichungen vorzustellen (Barrett 1993). Ein wichtiges Anwendungsgebiet von derartig erweiterten Maxwellgleichungen ist die Erzeugung von sog. selbstgenerierten Niedertemperatur-Plasma-Entladungen (Tchernetzkij 1983, Pantone), deren Resonanzbedingungen durch ausgeprägte Nichtlinearitäten gekennzeichnet sind. Nur mit präzise darauf abgestimmten nichtlinearen Beschreibungen von (beispielsweise) Leitfähigkeit und Suszeptibilität lassen sich Gerätedimensionierungen und Steuerfrequenzen mit hinreichender Genauigkeit berechnen. Über konkrete Umsetzungen zur Berechnung von Steuer- und Transmissionsfrequenzen in Tesla-Schwingkreisen, auf der Grundlage eines Quaternionenansatzes, soll in einem folgenden Artikel Anfang ´99 berichtet werden. Andere Anwendungen liegen im Bereich der Elektromedizin, wo sich durch Einbeziehung von nichttransversal-elektromagnetischen Effekten vollkommen neue Möglichkeiten für Diagnose und Therapie eröffnen; diese neuen medizinischen Anwendungen sind in der Funktionsebene des elektromagnetischen Stoffwechsels verankert. Ein fundiertes biophysikalisches Verständnis ist nur möglich durch die Einbeziehung longitudinaler Potentialfeld-Dynamiken und Berücksichtigung von Torsionsfeld-Oszillationen.
Die heutige Physik kennt drei Arten von elektromagnetischen Wellen: transversale, longitudinale und Torsionswellen. Letztere sind eng mit dem Elektronenspin verknüpft und werden häufig mit den sog. Spinwellen zusammengefasst. Spinwellen können nur in hoch geordneten Zuständen auftreten. Gegenwärtige physikalische Anwendungen in der integrierten Optik nutzen z.B. spezielle magnetische Eigenschaften von Einkristallen. Longitudinale (d.h. in Ausbreitungsrichtung schwingende) Wellen und Torsionswellen bilden nach unserem heutigen Wissen eine besondere Klasse von nichtlinearen Wellen, die als Solitonen bezeichnet werden. Solitonen verhalten sich nahezu wie Teilchen, können sich jedoch auch gegenseitig durchdringen ohne mit einander zu interferieren. Zur Beschreibung von solitonenartigen Wellenpaketen hat sich daher der Begriff von Quasi-Teilchen oder Instantonen eingebürgert. Interessante Schlußfolgerungen dieses Quasiteilchen-Konzeptes ergeben sich hinsichtlich der Beeinflussung von Gravitationsfeldern durch hochfrequent angeregte oder schnell rotierende Hochtemperatur-Supraleiter. Die aus dem Instantonen-Modell abgeleitete Vermutung, daß dabei hochfrequente Gravitationswellen emittiert werden, ist physikalisch plausiblen, muß aber gegenwärtig noch als spekulativ bezeichnet werden. Etwas vereinfacht lassen sich die Eigenschaften der nicht-hertzschen (d.h. nicht-transversalen) Wellen in einem Satz zusammenfassen: Die von Torsionswellen und longitudinalen Potential-Wellen erzeugten Solitonen stellen die Beziehung her, bzw. wirken als Vermittler zwischen den virtuellen Teilchen des Vakuumfeldes und dem reellen Elektronenfluß der klassischen Elektrodynamik. Insgesamt ist die heutige Physik und Elektrotechnik jedoch geprägt von den vier sog. Maxwellgleichungen, auch wenn diese nur einen kleinen Ausschnitt (eine Untermenge) aus der Vielfalt elektromagnetischer Vorgänge darstellen können. Bereits vor über hundert Jahren hat der schottische Physiker James C. Maxwell mit seinen zwanzig Quaternionen-Gleichungen (Treatise on electricity and magnetism 1873) eine zusammenhängende Beschreibung der physikalischen Wechselwirkungen ausgearbeitet, die aufzeigt, wie Elektrizität, Magnetismus und Gravitation miteinander verknüpft sind. Das Fehlen geeigneter analytischer und numerischer Verfahren zur Lösung dieses sehr umfangreichen Quaternionen-Gleichungssystems widersprach den pragmatischen Bedürfnissen der jungen Elektroindustrie am Ende des 19. Jhds. Die Industrie benötigte einfache Verfahren zur Berechnung der (transversal-) elektromagnetischen Vorgänge, die bei für die Konstruktion und den Betrieb von Generatoren, Elektromotoren und Leitungssystemen entscheidend sind. Daher reduzierten Oliver Heaviside und Heinrich Hertz um 1890 die zwanzig maxwellschen Quaternionen-Gleichungen auf nur vier lineare, entkoppelteII Differential-Gleichungen ersten Grades,
div D = 4pr ,
rot H = (4p/c) j + (1/c) ¶D/¶t ,
div B = 0,
rot E = - (1/c) ¶B/¶t ,
in denen nur noch die Felder (E, H, D, B), Ladungsdichte r und Stromdichte j erscheinen (hier in der sog. Gauß-Form). Bei dieser rigiden Vereinfachung wurde die Potentiale F und A als überflüssig erklärt. Damit ist die gesamte Potentialdynamik aus den linearisierten Maxwellgleichungen verbannt worden. Aus diesem Grunde sind die heutigen Maxwellgleichungen vollkommen ungeeignet, um die Einflüsse von Skalarwellen und der ZPE (zero point energy) zu erfassen, wie der amerikanische Physiker Thomas Bearden immer wieder betont. Der erste Schritt zur Einbeziehung von Skalarwellen und ZPE ist Rekonstruktion der Potentialdyanmik. Die vier obigen Maxwellgleichungen lassen sich auf zwei gekoppelte Potentialfeld-Gleichungen zurückführen:
Ñ2 F + 1/c ¶/¶t (Ñ×A) = - 4pr ,
Ñ2 A + 1/c ¶2A/¶t2 -Ñ (Ñ×A + 1/c ¶/¶t F ) = - 4p/c j
In der herkömmlichen Elektrodynamik werden diese beiden gekoppelten Potentialfeld-Gleichungen jedoch unter Verwendung der sog. Lorentz-Eichung (Ñ×A + 1/c ¶/¶t F = 0) in zwei entkoppelte Potentialfeld-Gleichungen zurückgeführt, bei denen jede Beziehung zwischen elektrischen und magnetischem Potential verloren gegangen ist:
Ñ2 F - 1/c2 ¶2/¶t2
F = - 4pr ,
Ñ2 A + 1/c2 ¶2/¶t2 A = - 4p/c j .
Die Lorentz-Eichung ist eine sog. symmetrische Eichung, d.h. Hin- und Rückweg sind genau gleich, womit wir schon bei einer der wichtigsten Aussagen der Gruppentheorie sind, bei einem der zentralen Konzepte der neuen Physik: Unterhalb der Quantenebene können die subatomaren Entitäten miteinander Wechselwirken, wenn ihre Oszillationen miteinander synchronisiert sind. Auf subatomaren Niveau sind weder Masse noch Ladung konstant, sondern in stetiger Bewegung. Die schwingende Ladung und die oszillierende Masse sind zwei der wichtigsten Schlüssel zu einer Nutzung der Energie des Quantenvakuums. Ganz anders verhält es sich in der Welt der gewöhnlichen physikalischen Prozesse (klassische Physik und gewöhnliche Quantenmechanik), hier sind die Elementarteilchen und alles was aus ihnen besteht, auf fundamentale Art von einander getrennt. Erst wenn auf subatomaren Niveau ein Gleichklang (der Wellenfunktionen) einsetzt, den man physikalisch als Kohärenz bezeichnet, dann gibt es weiter reichende Möglichkeiten als die der gewöhnlichen symmetrischen Eichung; aber auch nur dann. Andersherum betrachtet lassen sich unter dem noch immer als unumstößlich angesehenen Postulat der Lorentz-Eichung nur transversal-elektromagnetische (TEM) Vorgänge beschreiben. Damit ist der Weg zu einer vorurteilsfreien Untersuchung nicht-hertz´scher Wellen per definitium versperrt. Mit den beiden o.g. gekoppelten Potentialfeld-Gleichungen sind bereits einfache longitudinale Effekte einer elektrodynamischen Beschreibung zugänglich, so daß sich beispielsweise die stationären Verteilungen (Hüllkurven) der selbstgenerierten Plasma-Entladungen für konstante Randbedingungen berechnen lassen. Zum Betrieb von technischen Geräten, bei denen longitudinale elektromagnetische Effekte ausgenutzt werden (z.B. bei Pantones GEET-Generator), sind jedoch darüber hinausreichende Optimierungsverfahren notwendig. Die Nutzung von LEM-Effekten erfordert die Berücksichtigung von variablen Randbedingungen. Physikalisch gesehen bedeutet das den Übergang zu elektrodynamischen Eichtheorien.
Erweiterte Elektrodynamik
Konvergenz von Eichtheorien und Subquanten-Kinetik
Um Overunity-Effekte in nutzbare Elektrizität umzuwandeln, müssen die bisher nur qualitativ formulierten Umwandlungsprozesse (Phasenübergänge) der Subquanten-Kinetik auf eindeutige Art den elektromagnetischen Vorgängen zugeordnet werden. Als Ausgangspunkt dafür kann die Beschreibung der sog. Belousov-Zhabotinskii–Reaktion dienen, die in der irreversiblen Thermodynamik ausführlich untersucht worden ist. Eine der am leichtesten nachvollziehbaren Beschreibungen der Subquanten-Kinetik stammt von dem amerikanischen Systemwissenschaftler P. LaViolette, der dabei an die Arbeiten des Physiknobelpreisträgers P.A.M. Dirac anknüpft und die Beschreibung des Quantenäthers mit den Methoden der Angewandten Systemtheorie konkretisiert. Seine Ergebnisse decken sich mit denen aus der elektromagnetischen Eichtheorie: eine Unterscheidung von fünf Ebenen bzw. Symmetriegruppen ist physikalisch sinnvoll. Analog zur Belousov-Zhabotinskii–Reaktion läßt sich folgender Ablauf für den Energietransfer aus dem Quantenäther darstellen.
A -----» G G -----» X
B + X -----» Y + Z 2X + Y -----» 3X Y -----» O
Aether inputs: A, B – Aether intermediates: G, X, Y – Aether outputs: Z, O. Die Variablen im Sinne der Konzentrationen der Reaktionspartner stellen physikalische Energie- und Materiedichten dar, die unterschiedlichen Symmetriegruppen angehören, wie im Folgenden noch verdeutlicht wird. Das Konzept eines sich stetig verwandelnden Aethers mit einer selbstreferentiellen Prozeßschleife (X produziert Y und Y produziert X) hat in unserer menschlichen Geschichte sehr weit zurück reichende Wurzeln. Die fließend ineinander übergehenden Wandlungsphasen des Aethers bilden u.a. die Essenz der taoistischen Wissenschaft des alten China, die sich auf empirisch gewonnene Erkenntnisse stützt. Sorgfältige Beobachtungen haben ein in sich geschlossenes Bild erzeugt, wie die Dynamiken von Yin, Yang, C´hí und Sheng auf vielfältige Art miteinander verwoben sind (s. fünf-Elemente-Lehre = fünf Phasen der Wandlung: Holz, Feuer, Erde, Metall, Wasser, s. Acht Trigramme im Buch der Wandlungen usw.). Um das physikalische Beziehungsgefüge zwischen dem Input aus dem angeregten Grundzustand des Vakuums (A -----» G) in die Zwischenzustände des Quantenäthers (G, X, Y) analysieren zu können, ist es notwendig, die nächste Ebene hinter den variablen Randbedingungen einzubeziehen. Dank neuer Einsichten in die Feinstrukturen der elektrodynamischen Eichtheorie sind in den letzten 10 Jahren physikalische Modelle entstanden, mit denen erstmals die Beziehung zwischen Hertz´scher Elektrodynamik und den Nullpunkt-Fluktuationen des Vakuums auf angemessene Weise hergestellt werden kann. Aus dem nahezu unerschöpflichen Reservoir der Zero-Point-Energy kann nur dann Energie aus dem Quantenvakuum verfügbar gemacht werden, wenn für die oszillierenden Ladungsträger (Elektronen ® Solitonen ® Quasi-Teilchen® virtuelle Teilchen / ZPE / virtuelle Teilchen ® Quasi-Teilchen ® Solitonen ® Elektronen) auf dem Hinweg eine andere Art von Ordnungsrelation (d.h. Eichung) gültig ist als auf dem Rückweg. Das ist wiederum nur möglich, wenn eine besondere Art von Kohärenz hergestellt wird, die eng verknüpft ist mit der Phasenlage des magnetischen Vektorpotentials Am (m = 0, 1, 2, 3). Physikalisch gesehen läßt sich dieser Prozeß in etwa vergleichen mit den Übergängen von Elektronen und Photonen in einem Mehr-Niveau-Laser; natürlich wird in einem Laser bei der Erzeugung der Besetzungsinversion (U-1 -----» U-1 x U-1) auf dem Hinweg sehr viel mehr Energie aufgewendet, als bei der Rückkehr in den Grundzustand als kohärente Strahlung wieder freigesetzt wird. Der Energietransfer bei einem LASER, wenn die Elektronen aus dem Grundzustand in der angeregten Zustand übergehen. Die Energiedifferenz DE zwischen den beiden Zuständen entspricht der Frequenz n des abgestrahlten Laserlichtes, gemäß der planck´schen Formel DE = h n (h = planksches Wirkungsquantum). Der Wirkungsgrad ist sehr klein, kleiner als 2 %. Bei einem Overunity-Prozess entnehmen die kohärent oszillierenden Elektronen Energie aus dem Vakuumfeld (in der Symmetriegruppe SO-5) und geben diese in geordneter Form in der Symmetriegruppe SU-2 wieder ab. Ohne kohärente Quantenprozesse auf subatomarem Niveau kann es keinen Overunity-Effekt geben. Bearden führt in dieser Hinsicht wieder die Bedeutung eines unsymmetrischen Eichfeldes an, ohne jedoch exakte Hinweise geben zu können, wie sich dementsprechend geeignete Potentialfelder konstruieren lassen. Erst durch die Einbeziehung höherer topologischer Algebren (Quaternionen-A. und Clifford-A.) erschließt sich die tiefere Bedeutung der Potentialfelder. Gemäß den Ausführungen von Bearden zeigt sich der Einfluß des Vakuumfeldes, genauer gesagt der ZPE, auf die EM-Wellen in jeweils symmetrischen Paaren von phasenkonjugierten Wellen. Um die darin gebundene Energie des Vakuumfeldes technisch nutzen zu können müssen diese (beiden) phasenkonjugierten Wellen voneinander getrennt werden. Auf der Grundlage der transversalelektromagnetischen Effekte ist dies jedoch nicht möglich. Die elektromagnetische Eichtheorie (Yang-Mills 1954, Wu-Yang 1975) liefert den begrifflichen und methodischen Rahmen, mit dem sich dieses technisch äußerst anspruchsvolle Vorhaben umsetzen läßt. Die elektromagnetischen Felder (E, H, D, B) und Potentiale (F, A) lassen sich auf der umfassenderen Ebene der Eichtheorien beschreiben als Eichfelder und Eichpotentiale. Eichung bedeutet in diesem Sinne (etwas vereinfacht ausgedrückt), daß Bewegungen auf geschlossenen Wegen in einem elektrischen bzw. magnetischen Feld beliebig oft hinzugefügt oder weggenommen werden können, ohne das sich damit die Gesamt-Energiebilanz des physikalischen Systems ändert. Diese Einordnung in den größeren Zusammenhang höherdimensionaler Strukturen (Clifford-Algebra: 8-dim, 10-dim, 16- dim) ist untrennbar verknüpft mit Teilgebieten der Topologie. Erst die Aktivitätsmuster auf der Ebene der Eichpotentiale zeigen eine direkte Verknüpfung mit den kohärenten Anregungszuständen des Vakuumfeldes, weil sie der gleichen Symmetriegruppe angehören. Der hier vorliegende Text kann dazu lediglich einen ersten Überblick geben, wie die Erweiterungen der Maxwellgleichungen aussehen (können), mittels derer sich auch die Overunity-Effekte in eine elektromagnetische Beschreibung einbeziehen lassen. Die aus historischen Gründen entstandene Lücke in der Beschreibung nicht-transversaler elektromagnetischer Effekte ist geschlossen worden mit einem aus der Mainstream-Physik stammenden Ansatz: Es besteht kein Bedarf mehr an neuen, exotischen Theorien wo hypothetische Teilchen postuliert werden. Fangen wir am Anfang an: transversale, longitudinale und Torsionswellen werden repräsentiert durch reelle Funktionen, komplexwertige Funktionen und Quaternionen. Transversal-elektromagnetische Effekte können alleine mit reellwertigen Funktionen bzw. den Realteilen von komplexen Funktionen beschreiben werden. Bei longitudinalen Effekten und Torsionswellen hingegen lassen sich damit bestenfalls stationäre Prozesse und Hüllkurven erfassen; diese Eigenart nichttransversaler Wellen hat in der Vergangenheit oft für Verwirrung gesorgt und war Anlaß zahlreicher Fehlinterpretationen. Im Sinne eines Fortschritts bei der technischen Nutzung von Vakuumfeld-Energie ist es daher dringend notwendig, mehr Klarheit zu schaffen. Wir müssen lernen, über die willkürlich anmutenden Begrenzungen der klassischen Elektrodynamik und linearen Quantenmechanik hinauszugehen, die jedem technisch gebildeten Menschen des Abendlands förmlich mit der Muttermilch eingeflößt worden sind. Reproduzierbare Ergebnisse im Bereich der Raum-Energie-Technik (RET) erfordern ein zielgerichtetes experimentelles Vorgehen, bei dem den solitonenartigen, kohärenten Quantenprozessen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muß. Die gezielte Stimulierung der ordnungserhöhenden Kopplungen (Konvergenz-Eigenschaften) zwischen den verschiedenen Substrukturen im Quantenvakuum ist die erste Voraussetzung, damit eine technisch verwertbare Energieemission aus den Nullpunktfluktuationen (ZPE) überhaupt stattfinden kann. Die Substrukturen des Vakuumfeldes lassen sich charakterisieren durch ihre Zugehörigkeit zu unterschiedlichen Symmetriegruppen. Aus dem hier vorgestellten Ansatz von Barrett lassen sich konkrete Formeln ableiten, die eine Berechnung von longitudinalen Effekten und Potentialwellen ermöglichen. Ohne derartige Gleichungen ist ein zielgerichtetes Vakuumfeld-Engineering unmöglich, wie die zahllosen Mißerfolge und leeren Versprechungen der letzten 20 Jahre gezeigt haben (Marinov, Milord, dePalma usw.). Eine Ursache der dabei immer wieder auftretenden Schwierigkeiten liegt in der hochgradigen Nichtlinearität der Potentialfeld-Dynamiken. Kleine Schwankungen in den Eingangsgrößen des (Energie-) Systems haben sehr große Veränderungen der Ausgangsgrößen zur Folge. Das gilt insbesondere bei der Aufrechterhaltung der kohärenten Quanten-Resonanz-Prozesse, über die aus dem Vakuumfeld Raumenergie ausgekoppelt wird.
Eine vereinfachte Beschreibung der Substrukturen des Vakuumfeldes
Für die Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen dem Vakuum und den Elektronen als verdichtete Quanten des elektromagnetischen Feldes wird das sog. Superfluidmodell des Vakuums zugrunde gelegt, das beispielsweise von Preparata und del Guidice verwendet wird. Superfluid bedeutet hier, daß die Eigenschaften des Subquanten-Mediums denen einer Flüssigkeit ohne jede Viskosität entspricht, d.h. es gibt weder Reibung und noch Widerstand gegen Verformung. In diesem Superfluidmodell werden zwei Zustände unterschieden, die eine höhere Anzahl von inneren Freiheitsgraden besitzen als die beiden Ebenen der elektromagnetischen Felder und Potentiale, so daß sich insgesamt vier Ebenen (A - D) beschreiben lassen. Die vier Ebenen werden im Folgenden charakterisiert anhand der Symmetriegruppen (SG), mit denen in der Sprache der modernen Physik die Anzahl und Art der Freiheitsgrade in einem System klassifiziert werden:
A) Die in der heutigen Elektrotechnik angewendeten transversal-elektromagnetischen (TEM) Felder gehören zur Symmetriegruppe U-1 und sind geprägt von lokalen Wechselwirkungen (point-to-point, Austauschteilchen). Der Ursprung der vektoriellen, transversal-elektromagnetischen Felder (E, H, D, B) liegt jedoch in den Potentialfeldern F (skalar) und A (vektoriell). Diese Potentialfelder lassen sich nur mit den Begriffen der nächst höheren Symmetriegruppe SU-2 physikalisch sinnvoll beschreiben.
B) Prozesse in der Symmetriegruppe SU-2 zeichnen sich gegenüber U-1-symmetrischen Vorgängen durch einen zusätzlichen Freiheitsgrad aus, damit sind nicht-lokale Wechselwirkungen möglich. Hier erlangen die (longitudinalen) Potentialfelder Am (m = 0, 1, 2, 3) eine neue physikalische Bedeutung, die sind der uns vertrauten Symmetriegruppe U-1 nicht existieren. Die besonderen Effekte im Tesla-Elektromagnetismus haben ihren Ursprung in genau diesen Potentialfelddynamiken. Beispielsweise ist in der SG U-1 die elektrische Ladung eine Erhaltungsgröße und in SU-2 nicht mehr. Genau umgekehrt verhält es sich mit der Existenz magnetischer Monopole der magnetischen Ladung, die erst ab SU-2 aufwärts existiert. Das magnetische Vektorpotential Am kann als Bindeglied fungieren (als sog. global-to-local operator) zwischen dem überräumlichen Hintergrundfeld des Quantenmediums Ym,z und den lokalen transversal-elektromagnetischen Feldern (E, H, D, B). Solitonen als besonderer Typ nichtlinearer elektromagnetischer Wellen existieren ebenso wie die magnetische Ladung erst ab SU-2 aufwärts. Solitonen sind über Torsionswellen und Torsionsfelder mit dem Anregungszustand des Vakuums (C) verbunden.
C) Über die elektrodynamischen Eigenschaften des kollektiv-flukturierenden Anregungszustandes ist bisher nur wenig bekannt, er wird jedoch intensiv untersucht hinsichtlich seiner Bedeutung für die Beschreibung kohärenter Quanteneffekte. Die Bewegungen und Umwandlungen der solitonenartigen Quasiteilchen in CuOn-Hochtemperatur-Supraleiter lassen sich anhand der Strukturen in der Symmetriegruppe SO-5 gut nachvollziehen. Der kollektiv-flukturierende Anregungszustand (C) entsteht durch Symmetriebrechungen aus dem entropiefreien Grundzustand (D). Die sog. Quantenfluktuation des Vakuums bilden hochdynamische Wechselwirkungsstrukturen, deren primitivste Entitäten so etwas wie Hopfpotential-Solitonen sind. Übertragen auf die Dynamik des Potentials Am wird damit intuitiv verständlich, wie räumlich begrenzte Oszillationen von A*m(r) über die elektromagnetische Wechselwirkung mit den Nullpunkt-Fluktuationen20 (ZPE) verknüpft sind. J. A. Wheeler hat die Nullpunkt-Fluktuationen mit dem sehr anschaulichen Bild des Quantenschaumes beschrieben, der auf der Oberfläche eines Meeres der unendlichen Energie Schaumblasen wirft. Die Prozesse in der Symmetriegruppe SO-5 beschreiben die Quelle der Vakuum-Feldenergie. Physikalisich beobachtet werden Superfluide bisher nur unter Extrembedingungen erzeugt. Wie beim Helium-3 nahe am absoluten Nullpunkt (bei -273.3 °C d.h. 0.5 °K), wo die Kohärenz der Teilchenzustände (quantenmechanische Wellenfunktionen von He-3) gewissermaßen mit der Brechstange” erzwungen wird. Symmetriegruppe U-1 = einparametrige Drehgruppe in einem abstrakten physikalischen (Phasen-)Raum. U-1 deckt den gesamten Bereich der klassischen Physik ab sowie eines großen Teils der Quantenmechanik. Üblicherweise entspricht die lineare Zeit t dem freien Parameter der Drehgruppe.
D) In dem wechselwirkungsfreien, kollektiv-kohärenten Grundzustand des Vakuums ist alles überall mit allem gleich. In diesem globalen Quantenfeld Ym existieren keine teilchenhaften, von einander isolierten und miteinander in Wechselwirkungen tretenden Strukturen mehr. Alles ist eins, wie der britische Quantenphysiker David Bohm den tiefsten Urgrund der impliziten Ordnung beschrieben hat. Um diese anderen Anregungszustände des Vakuums beschreiben zu können, ist mindestens eine Quaternionen-Quantenfeldtheorie notwendig (In den achtziger Jahren gelang ein ungewöhnlicher Brückenschlag zwischen den fundamentalsten Wissenschaften: Aus dem Zusammenspiel von physikalischer Intuition und mathematischer Konsequenz entstanden die topologischen Quantenfeldtheorien). Solitonen als Torsionswellen mit Substruktur, bestehend aus einer hin- und einer rücklaufenden Welle. Soliton als kugelförmiges Potentialwirbelfeld, gebildet von einem sog. Hopfpotential. Im Folgenden wird ein etwas einfacheres – daher aber auch unvollständiges – Modell vorgestellt, wo sich der Anregungszustand mit sog. Eichfeldern und den dazugehörigen Eichpotentialen als Verallgemeinerung von dem Hertz´schen Elektromagnetismus beschreiben läßt. Die Phaseninformation des Vektorpotentials Aµ spielt dabei eine sehr wichtige Rolle zur Herstellung und Aufrechterhaltung der erforderlichen Kohärenzbedingungen. Die Beschreibung der elektromagnetischen Größen als Eichfelder ist in ein vergleichsweise neues Konzept, das in den letzten dreißig Jahren entwickelt wurde zur exakten Beschreibung der Umwandlungsvorgänge bei Hochenergieexperimenten. Dort hat es seine Tauglichkeit unter Beweis gestellt. Durch Einbeziehung neuer topologischer orientierter Verfahren stellt Barrett hier erstmals eine Beschreibung der elektromagnetischen Wechselwirkungen bei niedrigen Energien vor. Damit rückt die Nutzbarmachung der Energie des Quantenvakuums in greifbare Nähe.
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