En ny teori om hvordan EmDrive-motoren fungerer. Motoren er mulig ellers
Den berømte EmDrive (1) bør ikke bryte fysikkens lover, sier Mike McCulloch (2) ved University of Plymouth. Forskeren foreslår en teori som foreslår en ny måte å forstå bevegelsen og tregheten til objekter med svært små akselerasjoner. Hvis han hadde rett, ville vi ende opp med å kalle den mystiske driften «ikke-treghet», fordi det er treghet, altså treghet, som hjemsøker den britiske forskeren.
Treghet er karakteristisk for alle objekter som har masse, reagerer på en retningsendring eller på akselerasjon. Med andre ord kan masse betraktes som et mål på treghet. Selv om dette virker for oss som et velkjent konsept, er ikke dets natur så åpenbart. McCullochs konsept er basert på antakelsen om at treghet skyldes en effekt forutsagt av generell relativitet kalt stråling fra Unruhdette er svart kroppsstråling som virker på akselererende objekter. På den annen side kan vi si at temperaturen i universet stiger når vi akselererer.
2. Mike McCulloch fra Plymouth University
I følge McCulloch er treghet ganske enkelt trykket som utøves av Unruh-stråling på et akselererende legeme. Effekten er vanskelig å studere for akselerasjonene vi vanligvis observerer på jorden. Ifølge forskeren blir dette synlig først når akselerasjonene blir mindre. Ved svært små akselerasjoner er Unruh-bølgelengdene så store at de ikke lenger passer inn i det observerbare universet. Når dette skjer, hevder McCulloch, kan treghet bare ta på seg visse verdier og hoppe fra en verdi til en annen, som med rette ligner kvanteeffekter. Treghet må med andre ord kvantiseres som en komponent av små akselerasjoner.
McCulloch mener at de kan bekreftes av hans teori i observasjoner. merkelige fartsspiker observert under passasjen av noen romobjekter nær jorden mot andre planeter. Det er vanskelig å studere denne effekten nøye på jorden fordi akselerasjonene knyttet til den er svært små.
Når det gjelder selve EmDrive, er McCullochs konsept basert på følgende idé: hvis fotoner har en slags masse, må de oppleve treghet når de reflekteres. Imidlertid er Unruh-strålingen veldig liten i dette tilfellet. Så liten at den kan samhandle med sitt nærmiljø. Når det gjelder EmDrive, er dette kjeglen til "motor"-designet. Kjeglen tillater Unruh-stråling av en viss lengde i den bredere enden, og stråling med kortere lengde i den smalere enden. Fotonene reflekteres, så tregheten deres i kammeret må endres. Og fra prinsippet om bevaring av momentum, som, i motsetning til hyppige meninger om EmDrive, ikke brytes i denne tolkningen, følger det at trekkraft bør skapes på denne måten.
McCullochs teori kan testes eksperimentelt på minst to måter. Først, ved å plassere et dielektrikum inne i kammeret - dette bør øke effektiviteten til stasjonen. For det andre, ifølge forskeren, kan endring av størrelsen på kammeret endre skyveretningen. Dette vil skje når Unruh-strålingen er bedre egnet til den smalere enden av kjeglen enn til den bredere. En lignende effekt kan forårsakes ved å endre frekvensen til fotonstråler inne i kjeglen. "Reversering av skyvekraft har allerede skjedd i et nylig NASA-eksperiment," sier den britiske forskeren.
McCullochs teori eliminerer på den ene siden problemet med bevaring av momentum, og er på den andre siden på sidelinjen av den vitenskapelige mainstream. (typisk marginalvitenskap). Fra et vitenskapelig synspunkt er det diskutabelt å anta at fotoner har en treghetsmasse. Dessuten, logisk sett, bør lysets hastighet endres inne i kammeret. Dette er ganske vanskelig for fysikere å akseptere.
3. Prinsippet for drift av EmDrive-motoren
Det fungerer, men det trengs flere tester
EmDrive var opprinnelig ideen til Roger Scheuer, en av de mest fremtredende luftfartsekspertene i Europa. Han presenterte dette designet i form av en konisk beholder. Den ene enden av resonatoren er bredere enn den andre, og dens dimensjoner er valgt på en slik måte at de gir resonans for elektromagnetiske bølger av en viss lengde. Som et resultat må disse bølgene som forplanter seg mot den bredere enden øke hastigheten og bremse ned mot den smalere enden (3). Det antas at de, som et resultat av forskjellige bølgefrontforskyvningshastigheter, utøver forskjellig strålingstrykk på de motsatte ender av resonatoren, og dermed en ikke-null streng som flytter objektet.
Imidlertid, ifølge kjent fysikk, hvis ingen ekstra kraft påføres, kan ikke momentum øke. Teoretisk sett fungerer EmDrive ved å bruke fenomenet strålingstrykk. Gruppehastigheten til en elektromagnetisk bølge, og dermed kraften som genereres av den, kan avhenge av geometrien til bølgelederen den forplanter seg i. I følge Scheuers idé, hvis du bygger en konisk bølgeleder på en slik måte at bølgehastigheten i den ene enden skiller seg betydelig fra bølgehastigheten i den andre enden, så får du ved å reflektere denne bølgen mellom de to endene en forskjell i strålingstrykket , dvs. tilstrekkelig kraft til å oppnå trekkraft. I følge Shayer, EmDrive bryter ikke fysikkens lover, men bruker Einsteins teori - motoren er i en annen referanseramme enn den "arbeidende" bølgen inne i den.
Foreløpig er det kun bygget svært små. Prototyper av EmDrive med trekkraft i størrelsesorden mikronyheter. En ganske stor forskningsinstitusjon, Kinas Xi'an Northwest Polytechnic University, har eksperimentert med en prototypemotor med en skyvekraft på 720 µN (mikronewton). Det er kanskje ikke mye, men noen ion-thrustere som brukes i astronomi genererer ikke mer.
4. EmDrive test 2014.
Versjonen av EmDrive testet av NASA (4) er laget av den amerikanske designeren Guido Fetti. Vakuumtesting av pendelen har bekreftet at den oppnår en skyvekraft på 30-50 µN. Eagleworks Laboratory, som ligger ved Lyndon B. Johnson Space Center i Houston, bekreftet sitt arbeid i et vakuum. NASA-eksperter forklarer driften av motoren ved kvanteeffekter, eller rettere sagt, ved interaksjon med partikler av materie og antimaterie som oppstår og deretter gjensidig tilintetgjør i kvantevakuumet.
I lang tid ønsket ikke amerikanerne offisielt å innrømme at de observerte skyvekraften produsert av EmDrive, i frykt for at den resulterende lille verdien kunne skyldes målefeil. Derfor ble målemetodene finpusset og forsøket gjentatt. Først etter alt dette bekreftet NASA resultatene av studien.
Men, som International Business Times rapporterte i mars 2016, sa en av NASA-ansatte som jobbet med prosjektet at byrået planlegger å gjenta hele eksperimentet med et eget team. Dette vil tillate henne å endelig teste løsningen før hun bestemmer seg for å investere mer penger i den.
