Unha nova teoría sobre como funciona o motor EmDrive. O motor é posible doutro xeito

O famoso EmDrive (1) non debería violar as leis da física, di Mike McCulloch (2) da Universidade de Plymouth. O científico propón unha teoría que suxire unha nova forma de entender o movemento e a inercia de obxectos con moi pequenas aceleracións. Se tivese razón, acabaríamos por chamarlle "non inercial" á misteriosa pulsión, porque é a inercia, é dicir, a inercia a que persegue ao investigador británico.

A inercia é característica de todos os obxectos que teñen masa, reaccionan a un cambio de dirección ou á aceleración. Noutras palabras, a masa pódese pensar como unha medida da inercia. Aínda que este nos parece un concepto moi coñecido, a súa propia natureza non é tan obvia. O concepto de McCulloch baséase na suposición de que a inercia se debe a un efecto previsto pola relatividade xeral chamado radiación de Unruhesta é a radiación do corpo negro que actúa sobre obxectos en aceleración. Por outra banda, podemos dicir que a temperatura do universo vai subindo a medida que aceleramos.

2. Mike McCulloch da Universidade de Plymouth

Segundo McCulloch, a inercia é simplemente a presión exercida pola radiación Unruh sobre un corpo en aceleración. O efecto é difícil de estudar para as aceleracións que observamos habitualmente na Terra. Segundo o científico, isto faise visible só cando as aceleracións fanse máis pequenas. A aceleracións moi pequenas, as lonxitudes de onda de Unruh son tan grandes que xa non encaixan no universo observable. Cando isto ocorre, argumenta McCulloch, a inercia só pode asumir certos valores e saltar dun valor a outro, o que se asemella xustamente aos efectos cuánticos. Noutras palabras, a inercia debe ser cuantificada como un compoñente de pequenas aceleracións.

McCulloch cre que poden ser confirmados pola súa teoría nas observacións. picos de velocidade estraños observado durante o paso dalgúns obxectos espaciais próximos á Terra cara a outros planetas. É difícil estudar este efecto detidamente na Terra porque as aceleracións asociadas a el son moi pequenas.

En canto ao propio EmDrive, o concepto de McCulloch baséase na seguinte idea: se os fotóns teñen algún tipo de masa, cando se reflicten, deben experimentar inercia. Non obstante, a radiación Unruh é moi pequena neste caso. Tan pequeno que pode interactuar co seu contorno inmediato. No caso do EmDrive, este é o cono do deseño do "motor". O cono permite a radiación Unruh dunha certa lonxitude no extremo máis ancho e unha radiación de menor lonxitude no extremo máis estreito. Os fotóns reflíctense, polo que a súa inercia na cámara debe cambiar. E do principio de conservación do impulso, que, contrariamente ás opinións frecuentes sobre EmDrive, non se viola nesta interpretación, despréndese que o impulso debe crearse deste xeito.

A teoría de McCulloch pódese probar experimentalmente de polo menos dúas formas. En primeiro lugar, colocando un dieléctrico dentro da cámara, isto debería aumentar a eficiencia da unidade. En segundo lugar, segundo o científico, cambiar o tamaño da cámara pode cambiar a dirección do empuxe. Isto ocorrerá cando a radiación Unruh se adapte mellor ao extremo máis estreito do cono que ao máis ancho. Un efecto semellante pode ser causado por cambiar a frecuencia dos raios de fotóns dentro do cono. "A reversión do empuxe xa ocorreu nun experimento recente da NASA", di o investigador británico.

A teoría de McCulloch, por unha banda, elimina o problema da conservación do momento e, por outra banda, está á marxe da corrente científica dominante. (ciencia marxinal típica). Desde o punto de vista científico, é controvertido asumir que os fotóns teñen unha masa inercial. Ademais, loxicamente, a velocidade da luz debería cambiar dentro da cámara. Isto é bastante difícil de aceptar para os físicos.

3. O principio de funcionamento do motor EmDrive

Funciona pero son necesarios máis probas

EmDrive foi orixinalmente unha creación de Roger Scheuer, un dos expertos aeronáuticos máis destacados de Europa. Presentou este deseño en forma de recipiente cónico. Un extremo do resonador é máis ancho que o outro, e as súas dimensións elíxense de forma que proporcionen resonancia ás ondas electromagnéticas de certa lonxitude. Como resultado, estas ondas que se propagan cara ao extremo máis ancho deben acelerar e diminuír cara ao extremo máis estreito (3). Suponse que, como resultado de diferentes velocidades de desprazamento da fronte de onda, exercen unha presión de radiación diferente nos extremos opostos do resonador e, polo tanto, unha cadea non nula que move o obxecto.

Non obstante, segundo a física coñecida, se non se aplica ningunha forza adicional, o momento non pode aumentar. Teoricamente, EmDrive funciona utilizando o fenómeno da presión de radiación. A velocidade de grupo dunha onda electromagnética e, polo tanto, a forza xerada por ela, pode depender da xeometría da guía de ondas na que se propaga. Segundo a idea de Scheuer, se constrúes unha guía de ondas cónica de tal xeito que a velocidade da onda nun extremo difire significativamente da velocidade da onda no outro extremo, ao reflectir esta onda entre os dous extremos, obtén unha diferenza na presión de radiación. , é dicir. forza suficiente para conseguir tracción. Segundo Shayer, EmDrive non viola as leis da física, pero usa a teoría de Einstein: o motor está nun marco de referencia diferente ao da onda "traballadora" que hai no seu interior..

Ata agora só se construíron moi pequenos. Prototipos de EmDrive con forza de tracción da orde de micronews. Unha institución de investigación bastante grande, a Universidade Politécnica do Noroeste de Xi'an de China, experimentou cun motor prototipo cunha forza de empuxe de 720 µN (micronewtons). Quizais non sexa moito, pero algúns propulsores iónicos usados ​​en astronomía non xeran máis.

4. Proba EmDrive 2014.

A versión de EmDrive probada pola NASA (4) é obra do deseñador estadounidense Guido Fetti. As probas ao baleiro do péndulo confirmaron que alcanza un empuxe de 30-50 µN. O Eagleworks Laboratory, situado no Lyndon B. Johnson Space Center en Houston, confirmou o seu traballo no baleiro. Os expertos da NASA explican o funcionamento do motor por efectos cuánticos, ou mellor dito, pola interacción con partículas de materia e antimateria que xorden e que despois se aniquilan mutuamente no baleiro cuántico.

Durante moito tempo, os estadounidenses non quixeron admitir oficialmente que observaron o impulso producido por EmDrive, temendo que o pequeno valor resultante puidese deberse a erros de medición. Polo tanto, refináronse os métodos de medición e repetiuse o experimento. Só despois de todo isto, a NASA confirmou os resultados do estudo.

Non obstante, segundo informou o International Business Times en marzo de 2016, un dos empregados da NASA que traballou no proxecto dixo que a axencia planea repetir todo o experimento cun equipo separado. Isto permitiralle por fin probar a solución antes de decidir investir máis diñeiro nela.