משרד המלחמה
DOW-UAP-D153, AAWSAP DIRD, טומוגרפיה קוונטית של מצבי אנרגיה שלילית בוואקום, ינואר 2011
DOW-UAP-D153_AAWSAP-DIRD-Quantum-Tomography-of-Negative-Energy-States-in-the-Vacuum-January-11-2011.pdf
תצוגות מהעמודים הראשונים של המסמך · בקובץ אין תמונה / רישום / קטע עיתונות.
// אין תצוגות מקדימות
הקובץ אינו מכיל תוכן ויזואלי שזוהה (תמונה / קליפינג / רישום). תוכן המסמך זמין דרך ה-OCR למטה ובהורדת המקור.
// הערת המראה
// מה תמצאו כאן?
// תקציר רשמי
מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקפו ואת מסגורו של ה-DIRD בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עדכני של המושגים הנדונים. DIRD זה בוחן כיצד ניתן לגלות ולמפות מצבים של אנרגיה שלילית, או מצבי "תת-ואקום", בשדות קוונטיים. היקפו המעשי מוגבל למדידה בקנה מידה מעבדתי של השפעות קוונטיות זעירות, אף שהוא מקיש מהשפעות אלה כדי לשקול רלוונטיות תיאורטית למושגים כגון הנעת עיוות, חורי תולעת או שליטה כבידתית. באמצעות סקירת דוגמאות מעבדתיות שזוהו בעבר, כגון אפקט קזימיר ומצבי אור סחוט, הדו"ח מזהה את האתגר הטכני המרכזי כמיפוי אמין של המבנים המרחביים והזמניים שלהם. כדי להתמודד עם אתגר זה הוא מציע טומוגרפיה הומודינית אופטית קוונטית כשיטה לשחזור ולכימות של תנודות הוואקום הקשורות למצבים אלה. המסמך מודה שרק השפעות אנרגיה שלילית מיקרוסקופיות וחולפות הושגו בתנאי מעבדה. עדיין לא ידוע אם ניתן לייצר או לייצב התפלגויות גדולות יותר או ארוכות-חיים יותר של השפעות כאלה, במיוחד לנוכח המגבלות שמטילים אי-השוויונים הקוונטיים, שטרם הוכרעו בניסוי. בסך הכול, DIRD זה משמש סקירה ממוקדת מדידה ואבחון, שנועדה להניח תשתית ניסויית לתוכנית מחקר שאפתנית בהרבה וספקולטיבית ביותר בתחום האנרגיה השלילית. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.
הצגת המקור באנגלית
// סיכום מורחב
"טומוגרפיה קוונטית של מצבי אנרגיה שלילית בוואקום" הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD) בן כחמישים עמודים, שהוכן בחטיבת אזהרה טכנולוגית (DW0-4) של משרד האזהרה הביטחוני, במנהלת הניתוח של סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA). לפי עמוד השער הוא חלק מסדרת דו"חות על טכנולוגיות מתקדמות שהופקו בשנת הכספים 2010 במסגרת תוכנית AAWSAP. המסמך אינו עוסק בתצפיות או בתקריות: זו סקירה פיזיקלית של הדרכים למדוד ולמפות במעבדה "אנרגיה שלילית", כלומר תנודות קוונטיות שנמוכות מרמת הוואקום, ובסופה שתי המלצות לתוכניות ניסוי ופיתוח.
רקע
מסמכי DIRD הם, כפי שמגדיר אותם עמוד השער, מסמכים ש"מספקים מידע עזר לא מהותי אך סמכותי" בנושאי מודיעין או מתודולוגיה. AAWSAP, תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות, פעלה במסגרת משרד האזהרה הביטחוני של ה-DIA, ולפי התיאור הרשמי הופקו בה 38 מסמכי DIRD בין 2009 ל-2011. מחבר המסמך מופיע בכינוי "AAP Person 58", ושאלות על המסמך מופנות למנהל התוכנית, המופיע בכינוי "AAP Person 1", בכתובת של ה-DIA בוושינגטון. בעמוד השער מופיעה גם אזהרת זכויות יוצרים: אסור להפיץ הלאה את התצלומים שבפרסום. כל העמודים מסומנים "בלתי מסווג, לשימוש רשמי בלבד" (UNCLASSIFIED//FOR OFFICIAL USE ONLY).
נקודת המוצא של המסמך היא רעיון מתחום תורת היחסות הכללית: כדי לעוות את המרחב-זמן סביב כלי טיס, לצורך מעבר דרך "חור תולעת" עביר, "הנעת עיוות" (warp drive) או ריחוף באמצעות אנטי-כבידה, נדרש חומר "אקזוטי", כלומר חומר בעל צפיפות אנרגיה שלילית. המחבר כותב שמושגי ההנעה האלה "מוכרים היטב" במחקר המרכזי בתורת היחסות ובתורת השדות הקוונטית, ושאלת ייצור החומר האקזוטי וכמותו היא "אתגר טכני מרכזי".
מה כתוב במסמך
מבוא: למה צריך קודם כול למדוד
המבוא קובע ששתי דוגמאות ידועות מייצרות כבר היום כמויות קטנות של אנרגיה שלילית במעבדה: אפקט קזימיר, שהוא אפקט ואקום סטטי, ומצבי ואקום "סחוטים" של השדה האלקטרומגנטי, שהם אפקט בתחום הזמן. לא ידוע אם אפשר להשיג כמויות גדולות יותר, לאורך זמן ועל פני מרחב גדול. לפי המחבר, לפני כל מחקר על ייצור כמויות גדולות יש ללמוד למדוד ולמפות אנרגיה שלילית, משום שבלי מדידה אי אפשר יהיה לשלוט בה. זו המוטיבציה לדו"ח. הצעד הראשון בכיוון הזה מיוחס לעבודה של הנסן ועמיתיו (Hansen) משנת 2001 על פולסים סחוטים, ולעבודות של מרצקי (Marecki), שהרחיב את ניתוח הגלאים ההומודיניים המאוזנים (BHD) למצבים סטטיים של אנרגיה שלילית.
סקירת האנרגיה השלילית ("תת-ואקום")
הפרק מגדיר "חומר אקזוטי" ומציג את "תנאי האנרגיה" של תורת היחסות: החלש (WEC), האפס (NEC), הדומיננטי (DEC) והחזק (SEC). לפי המסמך, הוקינג ואליס ניסחו אותם כהשערות מתמטיות לחקר סינגולריות, אך אלה "השערות בלבד": אפקטים קוונטיים מפרים אותן, ב-1965 התגלה שתורת השדות הקוונטית מתירה אזורים מקומיים של צפיפות אנרגיה שלילית, והמחבר טוען שההשערות "הופרכו בניסוי במעבדה 25 שנה לפני שנוסחו". עוד מובאת עבודתו של ויסר (Visser), שלפיה גיאומטריות מרחב-זמן כלליות מפרות את כל התנאים. מכאן המסקנה של המחבר שהטענה כי מסעות מהירים מהאור ואנטי-כבידה אינם סבירים בגלל הפרת תנאי האנרגיה היא "בעיה מדומה".
המסמך מונה חמש דוגמאות לשדות "אקזוטיים" בטבע: שדות חשמליים או מגנטיים סטטיים התלויים ברדיוס (מקרה גבולי), מצבי ואקום סחוטים, תנודות ואקום שנסחטו בכוח הכבידה, אפקט קזימיר, ומצבים קוונטיים אחרים, כמו סופרפוזיציות של מצבי אלקטרונים בשדה דיראק. נזכרים גם אינפלציה קוסמולוגית, הקיטוב הכבידתי של הוואקום ועוד. לפי המסמך, אנרגיה שלילית עשויה לאפשר תופעות כמו תנועה מהירה מהאור, חורי תולעת עבירים, הפרות של החוק השני של התרמודינמיקה ו"מכונות זמן". הדו"ח בוחר להתמקד רק בשתי הדוגמאות הישימות והבשלות טכנית, האור הסחוט ואפקט קזימיר, ומגדיר את השאר "קוריוזים תיאורטיים".
יסודות האופטיקה הקוונטית ותנודות נקודת האפס
שני פרקים קצרים מציגים את המושגים הדרושים: אופן התפשטות של השדה האלקטרומגנטי, המתואר כמתנד הרמוני קוונטי; אופרטורי ההשמדה והיצירה; ה"קוודרטורות" q ו-p, המתפקדות כמו מקום ותנע של המתנד במרחב הפאזה; ומספר הפוטונים. ההמילטוניאן של המתנד כולל איבר של חצי, "אנרגיית נקודת האפס". לפי המסמך, מקורן של תנודות נקודת האפס (ZPF) הוא עקרון אי-הוודאות של הייזנברג: מתנד קוונטי לעולם אינו יכול לנוח לחלוטין, ולכן כל אופן של השדה נושא אנרגיה מינימלית בוואקום. המחבר מביא היסטוריה קצרה: פלאנק הוסיף את איבר אנרגיית נקודת האפס לנוסחת קרינת הגוף השחור ב-1912, איינשטיין, הופף ושטרן הבינו את משמעותו הפיזיקלית ב-1913, וניסויי הספקטרוסקופיה של מוליקן (Mulliken) על בורון מונוקסיד ב-1924 סיפקו ראיה ישירה, כמה חודשים לפני שהייזנברג גזר את האנרגיה הזו ממכניקת המטריצות. לפי המסמך, מכאן שכל המרחב מלא ב"ים אוניברסלי" של אנרגיית נקודת האפס.
אנרגיה שלילית באור סחוט
"סחיטה" מתוארת כשליטה בתנודות קוונטיות: מקטינים את הרעש בגודל מדיד אחד על חשבון הגדלתו בגודל הצמוד לו, כך שבזמנים מסוימים התנודות יורדות מתחת לרמת הוואקום. במרחב הפאזה, פרופיל הרעש העגול של הוואקום הופך לאליפסה, וכשזו מסתובבת מופיעים לסירוגין, כל רבע מחזור, תנודות קטנות וגדולות מאלה של הוואקום. המסמך מסביר מהם מצבים קוהרנטיים (מצבי גלאובר), שלייזרים איכותיים מייצרים, ומראה שהוואקום עצמו הוא מצב קוהרנטי בעל משרעת אפס. בהסתמך על מוריס ות'ורן (Morris, Thorne) ועל קייבס (Caves), אם "סוחטים את הוואקום" מתקבל גל אלקטרומגנטי שנע הלוך ושוב בין צפיפות אנרגיה שלילית לחיובית, אך הממוצע שלו בזמן חיובי.
המסמך מתאר את הייצור המעשי: הגברה פרמטרית מנוונת בגביש כמו KTP או ליתיום ניובאט, שנשאב בקרן לייזר בתדר כפול. המחבר משתמש באנלוגיה של נדנדה: כמו שנדנדה מוגברת כשמשנים את אורכה בתדר כפול, הגביש מגביר תנודות ואקום שבפאזה עם השאיבה ו"סוחט" את אלה שמחוץ לפאזה. הקרן היוצאת מכילה פולסים של אנרגיה שלילית לסירוגין עם פולסים של אנרגיה חיובית. לפי נוסחה של פפנינג (Pfenning), צפיפות האנרגיה של ואקום סחוט יורדת מתחת לאפס פעם בכל מחזור, לכל ערך של פרמטר הסחיטה שאינו אפס. דרך אחרת שהמסמך מזכיר היא שילוב של פולסי אור המכילים מספר מדויק של פוטונים (אחד, שניים, שלושה), שמחקר בגבישים פוטוניים כבר הראה שניתן לייצר.
אנרגיה שלילית באפקט קזימיר
אפקט קזימיר מוצג כ"הדרך הקלה והמוכרת ביותר" לייצור אנרגיה שלילית סטטית במעבדה: כוח משיכה בין שני משטחים מוליכים, ניטרליים ומקבילים בוואקום, הנובע מחוסר איזון זעיר בין צפיפות אנרגיית נקודת האפס בתוך החלל שבין הלוחות לבין זו שבחוץ. המסמך מביא את הביטוי הכללי לצפיפות האנרגיה, שהיא שלילית ויורדת עם החזקה הרביעית של המרחק בין הלוחות, ומזכיר וריאציות: לוח בודד, מוליכים נחתכים, משטחים מעוקלים ותווך דיאלקטרי. "אפקט קזימיר הדינמי", שבו מראה מואצת פולטת שטף של אנרגיה שלילית, נדחה כאפקט "קטן ביותר" שאינו הדרך היעילה למטרת הדו"ח.
טומוגרפיה הומודינית אופטית קוונטית
הפרק פותח בעבודה של דייוויס ואוטוויל (Davies, Ottewill), שבחנו גלאי חלקיקים שמופעלים ומכובים בזמן פולסים של אנרגיה שלילית. לפי ממצאיהם, אנרגיה שלילית אמורה להגביר את ה"התקררות" של הגלאי, ההפך מהתגובה לאנרגיה רגילה, אך התוצאה הוגבלה לסדר ראשון בתורת ההפרעות ותלויה במודל. המחבר מעיר שזה "מוזר" שהם לא שקלו טומוגרפיה הומודינית, שהיא "תחום ניסויי בשל".
לאחר מכן המסמך מסביר את השיטה שלב אחר שלב:
- טומוגרפיה, מיוונית "פרוסה", היא שחזור צורה של עצם נסתר מצלליו בזוויות שונות. כאן העצם הנסתר הוא פונקציית ויגנר של המצב הקוונטי, וה"צללים" הם התפלגויות הקוודרטורות שנמדדות בגלאי הומודיני.
- פונקציית ויגנר היא התפלגות "כמו-הסתברותית" שיכולה לקבל ערכים שליליים, סימן להתנהגות לא קלאסית. איורים 4 עד 7, באדיבות אולף לאונהרדט (Ulf Leonhardt), מציגים שחזורים ניסויים של ואקום, מצב קוהרנטי, ואקום סחוט ופוטון בודד, שבו נראות "הסתברויות שליליות" סמוך לראשית.
- המסמך מקדיש קטע לניסוי המחשבתי של "החתול של שרדינגר" מ-1935, ומציג "מצבי חתול" באור: סופרפוזיציה של שני מצבים קוהרנטיים. איור 7 מבוסס על נתונים של א. פורוסאווה וה. יונזאווה (Furusawa, Yonezawa) מאוניברסיטת טוקיו, ומאחר שהפסגות קטנות החוקרים מכנים אותם "מצבי גור חתולים".
- מפצל קרן הוא תמיד התקן בעל ארבעה פתחים: גם כשנכנסת קרן אחת, ואקום נכנס דרך הפתח ה"לא מנוצל" ויש לו השפעה פיזיקלית. מפצל קרן "מדומה" משמש למידול בליעה והפסדי גילוי.
- פוטודיודות מסוג PIN מסיליקון (עד אורך גל של מיקרומטר אחד) או InGaAs (לפי המסמך, 0.19 עד 2.6 מיקרומטר), במתח הטיה של כעשרה וולט. בגלל רעש אלקטרוני הן אינן מגיעות לרזולוציה של פוטון בודד, ומתאימות לעוצמות של יותר מכמאה פוטונים במיקרו-שנייה.
- בגלאי הומודיני מאוזן, האות מעורבב עם קרן לייזר חזקה, "המתנד המקומי" (LO), במפצל 50:50, וזרמי שתי הפוטודיודות מופחתים זה מזה. הפרש הזרמים יחסי לקוודרטורה, והפאזה של המתנד המקומי, שאפשר לשנות במראה פיאזואלקטרית, קובעת איזו קוודרטורה נמדדת. המתנד המקומי גם מגביר את האות, וכך גם פוטודיודות רועשות מגיעות לרזולוציה של פוטון בודד, והוא גם בוחר את אופן השדה הנמדד.
- הליך הניסוי: בונים היסטוגרמות של קוודרטורות בפאזות רבות, מתוך מדידות חוזרות על מצבים שהוכנו באופן זהה, ומשחזרים את פונקציית ויגנר בשיטות של טומוגרפיה ממוחשבת. לפרטים המלאים המחבר מפנה לספרו של לאונהרדט.
מערכות הומודיניות למדידת אנרגיה שלילית
לגבי אור סחוט, המסמך מציין שסלאשר (Slusher) ועמיתיו ורובינסון (Robinson) היו הראשונים לצפות באזורי תת-ואקום. כדוגמה מובא מקור אור סחוט של שניידר (Schneider) ועמיתיו: מגבר פרמטרי מגביש MgO:LiNbO3 שנשאב בלייזר Nd:YAG מוכפל תדר ב-532 ננומטר, עם הזרקת גל של 1064 ננומטר לייצוב. בהספק שאיבה של 380 מיליוואט נמדדה הפחתת רעש מרבית של 6.5 dB, הפחתה ממוצעת של 6.2 dB בפעולה רציפה במשך 14 דקות, וסחיטה של 7.2 dB בגל הנפלט.
רוב המדידות נעשו בתחום התדר, בדרך כלל ב-5 עד 10 מגה-הרץ, מה שמגביל את המידע לפס צר. הפתרון שהמסמך מציג הוא גלאי בתחום הזמן של הנסן ועמיתיו, שמודד כל פולס לייזר בנפרד: דיכוי אות משותף של יותר מ-85 dB, רעש אלקטרוני של 730 אלקטרונים לפולס, יחס אות לרעש של 14 dB בקצב של עד מגה-הרץ אחד, יעילות קוונטית של 91%, ושחזור של מצב קוהרנטי בנאמנות של 99.5%. איור 14, באדיבות מרצקי, מציג מדידה של מצב סחוט מול ואקום רגיל, שבה "העמקים" בערכי dB שליליים הם אזורי אנרגיה שלילית.
לגבי חלל קזימיר, המסמך קובע שתנודות התת-ואקום וצפיפות האנרגיה השלילית בתוכו טרם נמדדו בניסוי. מרצקי הציע תיאורטית להשתמש בגלאי הומודיני מאוזן כדי לגלות ולמפות אותן, באמצעות "טריק" של הפחתת זרמי שתי פוטודיודות, שמאפשר לכמת את תנודות השדה "אפילו בוואקום". ההצעה מתוארת בפירוט: לוחות קזימיר במרחק של מיקרומטר אחד זה מזה, פוטודיודות ברוחב של פחות ממיקרומטר ובאורך של פחות ממילימטר בתוך החלל (לפי המסמך, פוטודיודות בגודל של כמה ננומטרים כבר נבנו), ואופן TE1 של החלל עצמו כמתנד המקומי. מדידה במיקומים, קיטובים, פאזות ותדרים שונים "מסתכמת בטומוגרפיה של מצב היסוד של חלל קזימיר", ולפי המסמך מגלה פרטים עדינים בהרבה מאלה שמדידות כוח קזימיר חושפות.
לפי חישובי מרצקי (איורים 19 ו-20), צפיפות הספקטרום מתאפסת מתחת לתדר מסוים ויש בה אי-רציפויות בכפולותיו, ובאזורים מסוימים התנודות מדוכאות ב-3 dB לפחות, ללא תלות בזמן. מוצגים שני מיקומים של הגלאי בתוך החלל, 0.25 ו-0.5 מיקרומטר. המסמך מציין שהתנהגות כזו "לכאורה אסורה" לפי משפט "אי-השוויונים הקוונטיים", שלפיו אזור של תנודות תת-ואקום חייב להיות מלווה באזור של תנודות מוגברות, ולכן אנרגיה שלילית אינה יכולה להתקיים זמן רב. לפי המסמך, המשפט אומת רק לאור סחוט חד-אופני. המחבר מוסיף שמרצקי, בתקשורת אישית מאוניברסיטת לייפציג ב-2010, טוען שאי-השוויונים חלים גם על חלל קזימיר, ושבספרות הועלו "ליקויים תיאורטיים חמורים" במשפט. הניסוי המוצע מתואר כמבחן אפשרי לאפקטים שטרם נחקרו.
מסקנות והמלצות
פרק הסיכום חוזר על הקביעה שכלי טיס עתידיים עשויים להשתמש בעיוות המרחב-זמן לטיסה מהירה מהאור או לריחוף, ושלשם כך נדרשת אנרגיה שלילית. הוא מציין שמשפט אי-השוויונים הקוונטיים מרמז שייתכן שאי אפשר לייצר כמויות גדולות לאורך זמן, אך לדבריו הטענה טרם נבחנה בניסוי, וכמה חוקרים מציגים "טיעונים חזקים" שהמשפט שגוי במקרים אלה. שתי ההמלצות:
- לגבי פולסים: להקים תוכנית מחקר ופיתוח שתתאים את הגלאי בתחום הזמן של הנסן ועמיתיו, שלא תוכנן למדוד ישירות את צפיפות האנרגיה של כל פולס, ובהמשך לפתח ולמסחר גלאי נייד שיגלה, ימדוד וימפה את אזורי האנרגיה השלילית שמפיק "מחולל אנרגיה שלילית פולסי (AC)" משוער, שישמש לעיוות המרחב-זמן סביב כלי טיס.
- לגבי מצבים סטטיים: להקים תוכנית ניסויית שתבחן את הגלאי המתוקן של מרצקי ואת תחזיותיו לחלל קזימיר, כולל מבחן למשפט אי-השוויונים הקוונטיים. אם יצליח, לפתח גלאי נייד "מרצקי מתוקן" עבור "מחולל סטטי (DC)" משוער. מאחר שאפקט קזימיר "חלש להפליא", מערכות הנעה כאלה לא ישתמשו בחללי קזימיר, ולכן הגלאי יזדקק ללייזר איכותי כמתנד מקומי, ופוטודיודות גדולות יותר.
בשתי ההמלצות המחבר מציע גם להרכיב כמה גלאים כאלה למערך חיישנים "למעקב ולגילוי של כל פלטפורמה תעופתית-חללית חריגה" שעשויה להשתמש באפקטים של מרחב-זמן מהונדס להנעה. זה המקום היחיד במסמך שבו נרמז שימוש מודיעיני ישיר.
רשימת המקורות
המסמך מסתיים ב-60 הפניות, ובהן מאמרים על חורי תולעת ומסעות בין-כוכביים של מוריס ות'ורן (1988), מאמר "הנעת העיוות" של אלקוביירה (Alcubierre, 1994), המאמר מ-1965 של אפשטיין, גלזר וג'אפה על צפיפות אנרגיה לא חיובית, ספרו של ויסר על חורי תולעת, עבודות על אפקט קזימיר, ושני פרקים משנת 2009 בספר Frontiers of Propulsion Science של ה-AIAA, ששתי ההפניות הראשונות של הדו"ח מובילות אליהם.
פרטים בולטים
- הדו"ח מציג כמטרה מוצהרת לא את ייצור האנרגיה השלילית אלא את מדידתה ומיפויה, בנימוק שבלי יכולת מדידה לא תהיה אפשרות לשלוט בה.
- הגלאי בתחום הזמן שהדו"ח מבקש לפתח הגיע לפי המקורות ליעילות קוונטית של 91% ולשחזור מצב בנאמנות של 99.5%.
- ההצעה לחלל קזימיר מבוססת על לוחות במרחק מיקרומטר אחד ועל פוטודיודות שמוצבות בתוך החלל עצמו.
- לפי חישובי מרצקי, בחלקים מהחלל התנודות מדוכאות ב-3 dB לפחות, באופן קבוע ולא כפולס חולף.
- הדו"ח טוען שתנאי האנרגיה של תורת היחסות "הופרכו בניסוי" עוד לפני שנוסחו.
- בשתי ההמלצות מוצע מערך חיישנים לגילוי פלטפורמות תעופתיות "חריגות" המונעות בעיוות מרחב-זמן.
- רוב האיורים מושאלים מחוקרים חיצוניים ומסומנים "באדיבות": אולף לאונהרדט, פ. לודאל (P. Lodahl), פ. מרצקי וליסה ברנט (Lisa Burnett).
מה לא נמצא במסמך
- המסמך אינו מזכיר שום תצפית, תקרית או עדות על UAP, ואין בו השחרות בגוף הטקסט. המחבר ומנהל התוכנית מופיעים רק בכינויים.
- המשוואות לא נקלטו בפענוח הטקסט, ונותרו רק המספרים שלהן. גם חלק מהאיורים מיוצגים רק בכיתוב, וכמה עמודים ושורות ברשימת המקורות חסרים או קטועים.
- תוכן העניינים שבפענוח חלקי: חסרים בו כמה סעיפים ואיורים שמופיעים בגוף המסמך.
- במסמך עצמו לא נמצא תאריך מלא ולא מקום. עמוד השער מציין רק שנת כספים 2010. התאריך 11 בינואר 2011 והמיקום לאס וגאס, נבדה, מופיעים רק בנתוני הרשומה באתר war.gov.
- יש אי-התאמה בתוך המסמך: בגוף הדו"ח נכתב שמרצקי טוען כי אי-השוויונים הקוונטיים חלים גם על חלל קזימיר, ואילו בסיכום נכתב ש"מרצקי גילה" שאזורי האנרגיה השלילית בחלל קזימיר מפרים את המשפט. המסמך אינו מיישב את הסתירה.
- הדו"ח אינו מעריך עלויות, לוחות זמנים או גוף שיבצע את התוכניות המומלצות, ואינו מסביר כיצד "מחולל אנרגיה שלילית" יכול לפעול בפועל.
מונחים
- DIRD - מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (Defense Intelligence Reference Document), תוצר עזר וסינתזה של ה-DIA.
- AAWSAP - תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות, במסגרת משרד האזהרה הביטחוני של ה-DIA.
- BHD - גלאי הומודיני מאוזן: שתי פוטודיודות שזרמיהן מופחתים, עם קרן ייחוס חזקה.
- LO - המתנד המקומי, קרן הלייזר שמשמשת ייחוס פאזה ומגבר בגלאי ההומודיני.
- ZPF / ZPE - תנודות נקודת האפס ואנרגיית נקודת האפס של הוואקום הקוונטי.
- פונקציית ויגנר - התפלגות במרחב הפאזה שמתארת מצב קוונטי ויכולה לקבל ערכים שליליים.
- אי-השוויונים הקוונטיים (Quantum Inequalities) - משפט שמגביל את עוצמתה ומשכה של אנרגיה שלילית.
- WEC, NEC, DEC, SEC - "תנאי האנרגיה" של תורת היחסות הכללית: החלש, האפס, הדומיננטי והחזק.
// תוכן המסמך - תרגום
טומוגרפיה קוונטית של מצבי אנרגיה שלילית בוואקום
מסמך העיון המודיעיני הביטחוני (Defense Intelligence Reference Document) מספק מידע עיוני שאינו מהותי אך מוסמך, הנוגע לנושאים או למתודולוגיות מודיעיניים.
הוכן על ידי:
אגף ההתרעה הטכנולוגית (DW0-4)
משרד ההתרעה הביטחוני
מנהלת הניתוח
סוכנות הביון הביטחונית (DIA)
מחבר:
AAP Person 58
אזהרת זכויות יוצרים: אין להפיץ הלאה את התצלומים שבפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מסדרת דוחות על טכנולוגיות מתקדמות שהופקו בשנת הכספים 2010 במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות הביון הביטחונית. הערות או שאלות הנוגעות למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות הביון הביטחונית, לידי: JUIAF-01/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון די.סי. 20340-5100.
תוכן העניינים
דוגמאות לאנרגיה שלילית (תת-ואקומית) בטבע
מושגי יסוד בתורת השדות הקוונטית של האור
מושגי יסוד על מקורן של תנודות נקודת האפס של הוואקום הקוונטי
אנרגיה שלילית (תת-ואקומית) באור דחוס (squeezed light)
אנרגיה שלילית (תת-ואקומית) באפקט קזימיר
מושגי יסוד בטומוגרפיה הומודינית אופטית קוונטית
מערכות הומודיניות מאוזנות למדידת אנרגיה שלילית…
מערכת הומודינית מאוזנת לחללי קזימיר
בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד
איורים
איור 1. המחשה של מצב דחוס של אור
איור 3. המחשה של טומוגרפיה הומודינית אופטית קוונטית
איור 4. פונקציית ויגנר עבור ואקום ועבור מצב קוהרנטי
איור 7. טומוגרפיה קוונטית של מצבי "חתול שרדינגר"
איור 8. תרשים של מפצל אלומה אידאלי ללא הפסדים
איור 9. המחשה של מפצל אלומה פיקטיבי
איור 10. תרשים של גלאי הומודיני מאוזן
איור 11. גלאי הומודיני מאוזן המבוסס על מפצלי אלומה פיקטיביים
איור 12. גלאי הומודיני מאוזן המבוסס על מפצל אלומה פיקטיבי אפקטיבי יחיד
איור 13. גלאי הומודיני מאוזן בתחום הזמן
איור 14. מצב דחוס שנמדד בניסוי
איור 15. גלאי הומודיני מאוזן עם מתנד מקומי
איור 16. תרשים של חלל קזימיר עם פוטודיודות BHD
איור 17. מערך ניסויי של פוטודיודות BHD ושדה LO
איור 18. תרשים מפורט של מתקן ה-BHD הניסויי
איור 20. הדיכוי החזוי של תנודות הוואקום ב-dB…
+ // המקור באנגלית
// Excerpt (first ~3,000 chars)
Quantum Tomography of Negative Energy States in the
Vacuum
The Defense Intelligence Reference Document provides non-substantive but
authoritative reference information related to intelligence topics or methodologies.
Prepared by:
Technology Warning Division (DW0-4)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Author:
AAP Person 58
COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not authorized.
This product is one of a series of advanced technology reports produced in FY 2010 under the Defense
Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace Weapons System Applications
AAWSA Pro ram. Comments or questions pertaining to this document should be addressed to
MP Person 1
AAWSA Program Manager, Defense Intelligence Agency, ATTN: JUIAF
ashington D.C. 20340-5100.
ii
Contents
Examples of Negative (Sub-Vacuum) Energy Found in Nature ....................... 4
Basic Notions of the Quantum Field Theory of Light ................................... 5
Basic Notions on the Origin of the Quantum Vacuum Zero-Point
Negative (Sub-Vacuum) Energy in Squeezed Light .................................... 8
Negative (Sub-Vacuum) Energy in the Casimir Effect................................13
Basic Notions of Quantum Optical Homodyne Tomography .......................... 16
BALANCED HOMODYNE SYSTEMS FOR MEASURING NEGATIVE
Balanced Homodyne System for Casimir Cavities ......................................... 36
UNCLASSIFIED// FOR OFFICIAL U:!I! fJHLY
iii
Figures
Figure 1. Illustration of a Squeezed State of Light ............................................... 13
Figure 3. Illustration of Quantum Optical Homodyne Tomography ....................... 16
Figure 4. Wigner Function for a Vacuum and for a Coherent State ....................... 19
Figure 7. Quantum Tomography of Schrodinger-Cat States .................................. 22
Figure 8. Schematic of an Ideal Lossless Beam Splitter........................................ 25
Figure 9. Illustration of a Fictitious Beam Splitter ................................................ 26
Figure 10. Schematic of a Balanced Homodyne Detector...................................... 29
Figure 11. Balanced Homodyne Detector Using Fictitious Beam Splitters ............. 31
Figure 12. Balanced Homodyne Detector Using A Single Effective Fictitious Beam
Figure 13. Time-Domain Balanced Homodyne Detector........................................ 34
Figure 14. Experimentally Measured Squeezed State ........................................... 35
Figure 15. Balanced Homodyne Detector with a Local Oscillator .......................... 38
Figure 16. Diagram of Casimir Cavity with BHD Photodiodes ............................... 40
Figure 17. Experimental Setup of BHD Photodiodes and LO Field ......................... 40
Figure 18. Detailed Schematic of Experimental BHD Apparatus ........................... 41
Figure 20. Predicted Suppression of Vacuum Fluctuations in dB…
// Full OCR
// עוד ממהדורה 06