幾つかの点と点を結ぶ作業をしてみよう。
・お墓で火の玉が出ることがある。
・ストーンヘンジ
・ラウンドタワー
・フォトニックバンドギャップ
・電磁波の局在
・プラズマ、球電(Ball lightning)
・自然電磁波
・八木宇多アンテナ

電磁波の干渉集中と局在は異なる現象である。パラボラアンテナや八木アンテナのようにエレメントの配置を工夫するとあるポイントでの電磁界強度を高めることができる。電磁波はそのポイントに向けて伝搬するがそこで止まることなく遠方へ通り過ぎてしまう。もし集中ポイントにプラズマの種(分子の電離)ができると、電離した分子は電磁界で振動され続けていつまでも再結合されない状態に維持される。外部からさらに電磁エネルギーが供給され続ければプラズマは大きくなって火の玉のように見えるだろう。真空や活性ガス中ではプラズマ化が起こりやすく、大気圧での窒素雰囲気中では起こりにくい。

プラズマの種を作る方法としては一番イメージしやすいのはライターで点火することだ。レーザー光を時間的空間的に一点に集中させて遠く離れたところでガスを電離させるのも今ではポピュラーな方法だ。窒素ガスを電磁波だけで電離させるのは困難だが、一度電離してしまった電子を電磁波を供給し続けて揺らし続けて再結合させないようにすることは電離させることよりは容易である。

電磁波を供給し続けてプラズマを維持し続けるのとは異なる方法でプラズマを維持する方法はないだろうか。ということでいろいろ調べていくと、光の局在、電磁波の局在(アンダーソン局在)というワードにたどり着く。

光はガラスの中でも水の中でも常に高速で動き続けてひとところに止まることはないと考えられていたが、フォトニックバンドギャップといって、ある構造パターンの中に光を入れると、あるところに留まってしまう現象がある。これは光の波長とフォトニック結晶の格子間隔のスケールでも起こるし、波長1cm〜1mの電磁波とそのサイズの構造物のスケールでも起こり得るだろう。

1Jの電磁エネルギーを入射すると、その局在ポイントに1Jのエネルギーがしばらくトラップされることになる。続けてエネルギーを供給しつづければそのポイントのエネルギーはどんどん大きくなり、やがて電離が起こって火の玉のように発光するだろう。

「お墓で火の玉が出ることがある」のは、光がフォトニック結晶に侵入してあるポイントで局在するのと同じように、自然発生電磁波が墓石の並びによってあるポイントで局在する現象だ。お墓特有に発生するガスがプラズマの種になっているかもしれない。

石をある間隔で並べたものとしてお墓と共通するのはストーンヘンジだ。
墓地はその墓石の並びで予期せずエネルギーの局在が起こり火の玉が発生してしまったのに対して、ストーンヘンジは石を円形に並べて意図的に自然電磁波を局在させて捕獲していたものと考える。

sstonehenge (wikipediaより)

墓地とストーンヘンジの石の間隔は1~3 mで、墓地で見られる火の玉のサイズが10cm程度なので、集まる/集めた自然電磁波は波長10cm~1m、周波数は300 MHz~3GHzあたりと考えられる。

イギリスには誰が考えたかわからないがストーンヘンジやラウンドタワーといった自然界の電磁波を集める構造物がある。現代の我々がやるようなパラボラミラーで一点に向けて反射させるだけでなく、一点に集めてそこに留めてしまう技術である。

次に考えたいのは自然電磁波の正体である。発生源がわからなくても、どの時期・時間にどの偏波状態でどの方位からやってくるのか、周波数はどの程度かがわかれば利用できる目処はたつ。

墓地で火の玉がよく見られるのは夜間である。日中も発生しているかもしれないがまぁ見えない。すると発生源として太陽は関係なさそうということも考えられる。

次いでヒントとなるのは、ストーンヘンジは完全な円形ではなく今の方位でいう北東を向いた石の配置になっていること。夏至の方位を向けた日時計だという説もあるが私は支持しない。北東方位からの自然電磁波を受けることができたとしても、地球の自転と公転のたびに開口方向がぐるぐる回ってしまって都合が悪い。大きな仮説になるが、ストーンヘンジはかつては地球の自転軸と同方向に向いていたのだと考える(大陸は何百kmも動くし、何十度も回転しうる)。緯度的な傾斜は別として、地球の自転公転に関わらず宇宙の一方向を向いてこそ意味があるだろう。今は北極と北極星がその役割をしているが、ストーンヘンジが作られた当初は地球のどの位置が自転軸でどの星がその役割をしていたかはわからない。一年を通じて宇宙の同じ方向から飛来する謎の電磁波を効率よく捉えるにはこのような方向的な工夫が必要になる。

自然電磁波の偏波方位はどうだろう。石が立ててあるので垂直偏波が関係しそうだが、地球の自転を考えると矛盾する。宇宙からの自然の電磁波だとすれば偏波はないしインコヒーレントなものとも考えられる。宇宙の全方位から等量の電磁波が飛来しているのであれば向きなど気にする必要はないのかもしれない。

現代人も目に見える波長で太陽光を集めたりロウソクの炎で光学実験をやったりしてきたが、ストーンヘンジを立てた人々(古代人とは言わないが)はまるでその波長の電磁波が見えていたかのようだ。現代人は可視波長に囚われすぎていていわゆる電磁波には鈍感すぎるが、目を閉じて服を脱いで体全体で感じようとすれば、あぁこっちの方向から何かエネルギーが来ているなと感じるのかもしれない。

自然電磁波の正体はさておいて、電磁波を収集して局在させるための機構を考えてみたい。
まず思い浮かぶのは八木アンテナである。普通の八木アンテナでは電磁波を局在させること(空間的に留めておくこと)はできない。八木アンテナは素子の前に導波器、素子の後ろに反射器を備えたもので、エレメントの並びをよく見てみると、ストーンヘンジの石の並びと似ている。ヒールストーン、スローターストーンが導波エレメントに相当する感じ。八木アンテナは上下にエレメントを設置しないが、ストーンヘンジは上下方向も取り囲んでいる。
ならば、八木アンテナの上下(と左右)にもエレメントを追加することで、ストーンヘンジと同様と思われる電磁波局在効果が期待できるかもしれない。
UHF TV Antenna 001 wikipediaより

自然電磁波を鳥かごや缶の中に局在させて集積させる。これは名前を変えるといわゆるオルゴン集積器とも言えるものかもしれない。

自然電磁波の予期せぬ局在現象は人体発火現象にも結びつけられるし、ハチソン効果も局在現象だと言えそうだ。ランダムな配置で発生するなんて言っている場合ではない。電磁波を局在させるための構造配置の法則とノウハウを見出して利用するべきだ。ヒントはストーンヘンジにある。

ということで、この記事をベースにして随時追記していこうと思う。

個々の事象について考えるのはただ点を打つ作業である。それはそれで面白いが、点と点を結ぶ作業こそが最もエキサイティングで面白い作業なのだ。

球電・局在関係の文献も面白いのだが、いかんせん情報が少ない。
Is ball lightning “Anderson Localization”?: Localized and enhanced fields in a corridor with irregular-shaped metal walls
火の玉は「アンダーソン局在」? : ランダム導波路シミュレーション