Một lý thuyết mới về cách thức hoạt động của công cụ EmDrive. Động cơ có thể khác

Mike McCulloch (1) của Đại học Plymouth cho biết, EmDrive (2) nổi tiếng không nên phá vỡ các định luật vật lý. Nhà khoa học đề xuất một lý thuyết gợi ý một cách hiểu mới về chuyển động và quán tính của các vật thể có gia tốc rất nhỏ. Nếu ông ấy đúng, chúng ta sẽ gọi ổ đĩa bí ẩn là "không quán tính", bởi vì quán tính, tức là quán tính, luôn ám ảnh nhà nghiên cứu người Anh.

Quán tính là đặc trưng của tất cả các vật có khối lượng, phản ứng với sự thay đổi hướng hoặc gia tốc. Nói cách khác, khối lượng có thể được coi là thước đo quán tính. Mặc dù đối với chúng ta, điều này dường như là một khái niệm nổi tiếng, nhưng bản chất của nó không quá rõ ràng. Khái niệm của McCulloch dựa trên giả định rằng quán tính là do một hiệu ứng được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng được gọi là bức xạ từ Unruhđây là bức xạ vật đen tác dụng lên các vật thể đang gia tốc. Mặt khác, chúng ta có thể nói rằng nhiệt độ của vũ trụ đang tăng lên khi chúng ta tăng tốc.

2. Mike McCulloch của Đại học Plymouth

Theo McCulloch, quán tính đơn giản là áp suất do bức xạ Unruh tác dụng lên một vật thể đang tăng tốc. Rất khó để nghiên cứu hiệu ứng đối với các gia tốc mà chúng ta thường quan sát trên Trái đất. Theo nhà khoa học, điều này chỉ có thể nhìn thấy khi gia tốc trở nên nhỏ hơn. Ở gia tốc rất nhỏ, bước sóng Unruh lớn đến mức chúng không còn phù hợp với vũ trụ có thể quan sát được nữa. Khi điều này xảy ra, McCulloch lập luận, quán tính chỉ có thể nhận một số giá trị nhất định và nhảy từ giá trị này sang giá trị khác, điều này hoàn toàn giống với hiệu ứng lượng tử. Nói cách khác, quán tính phải được lượng tử hóa như một thành phần của gia tốc nhỏ.

McCulloch tin rằng chúng có thể được xác nhận bởi lý thuyết của ông trong các quan sát. tốc độ đột ngột kỳ lạ được quan sát trong quá trình di chuyển của một số vật thể không gian gần Trái đất về phía các hành tinh khác. Rất khó để nghiên cứu kỹ hiệu ứng này trên Trái đất vì các gia tốc liên quan đến nó là rất nhỏ.

Đối với bản thân EmDrive, khái niệm của McCulloch dựa trên ý tưởng sau: nếu các photon có khối lượng nào đó, thì khi phản xạ lại, chúng phải trải qua quán tính. Tuy nhiên, bức xạ Unruh rất nhỏ trong trường hợp này. Nhỏ đến mức nó có thể tương tác với môi trường ngay lập tức. Trong trường hợp của EmDrive, đây là hình nón của thiết kế "động cơ". Hình nón cho phép bức xạ Unruh có độ dài nhất định ở đầu rộng hơn và bức xạ có chiều dài ngắn hơn ở đầu hẹp hơn. Các photon bị phản xạ, do đó quán tính của chúng trong buồng phải thay đổi. Và từ nguyên lý bảo toàn động lượng, trái với những ý kiến thường gặp về EmDrive, không bị vi phạm trong cách giải thích này, theo đó lực kéo nên được tạo ra theo cách này.

Lý thuyết của McCulloch có thể được kiểm tra bằng thực nghiệm theo ít nhất hai cách. Đầu tiên, bằng cách đặt một chất điện môi bên trong buồng - điều này sẽ làm tăng hiệu quả của biến tần. Thứ hai, theo nhà khoa học, việc thay đổi kích thước của buồng có thể làm thay đổi hướng của lực đẩy. Điều này sẽ xảy ra khi bức xạ Unruh phù hợp với phần cuối hẹp hơn của hình nón hơn là phần cuối của hình nón rộng hơn. Một hiệu ứng tương tự có thể được gây ra bằng cách thay đổi tần số của chùm photon bên trong hình nón. Nhà nghiên cứu người Anh cho biết: “Sự đảo ngược lực đẩy đã xảy ra trong một thí nghiệm gần đây của NASA.

Lý thuyết của McCulloch, một mặt, loại bỏ vấn đề bảo toàn động lượng, và mặt khác, nằm ngoài xu hướng khoa học chính thống. (khoa học cận biên điển hình). Từ quan điểm khoa học, có thể tranh cãi khi cho rằng các photon có khối lượng quán tính. Hơn nữa, về mặt logic, tốc độ ánh sáng nên thay đổi bên trong buồng. Điều này khá khó để các nhà vật lý chấp nhận.

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ EmDrive

Nó hoạt động nhưng cần nhiều thử nghiệm hơn

EmDrive ban đầu là đứa con tinh thần của Roger Scheuer, một trong những chuyên gia hàng không lỗi lạc nhất ở châu Âu. Ông đã trình bày thiết kế này dưới dạng một hộp đựng hình nón. Một đầu của bộ cộng hưởng rộng hơn đầu kia và kích thước của nó được chọn theo cách để tạo ra sự cộng hưởng cho các sóng điện từ có độ dài nhất định. Kết quả là, những sóng truyền về phía đầu rộng hơn phải tăng tốc độ và giảm tốc độ về phía đầu hẹp hơn (3). Giả thiết rằng, do các vận tốc dịch chuyển phía trước của sóng khác nhau, chúng tạo ra áp suất bức xạ khác nhau lên các đầu đối diện của bộ cộng hưởng, và do đó một chuỗi không rỗng di chuyển đối tượng.

Tuy nhiên, theo vật lý đã biết, nếu không tác dụng thêm lực thì động lượng không thể tăng lên. Về mặt lý thuyết, EmDrive hoạt động bằng cách sử dụng hiện tượng áp suất bức xạ. Vận tốc nhóm của sóng điện từ, và do đó là lực do nó tạo ra, có thể phụ thuộc vào dạng hình học của ống dẫn sóng mà nó truyền đi. Theo ý tưởng của Scheuer, nếu bạn xây dựng một ống dẫn sóng hình nón theo cách mà tốc độ sóng ở một đầu khác biệt đáng kể với tốc độ sóng ở đầu kia, thì bằng cách phản xạ sóng này giữa hai đầu, bạn sẽ nhận được sự chênh lệch về áp suất bức xạ. , I E. đủ lực để đạt được lực kéo. Theo Shayer, EmDrive không vi phạm các định luật vật lý, nhưng sử dụng lý thuyết của Einstein - động cơ nằm trong một hệ quy chiếu khác với sóng "hoạt động" bên trong nó.

Cho đến nay, chỉ có những cái rất nhỏ được xây dựng. Nguyên mẫu của EmDrive với lực kéo theo thứ tự của micronews. Một cơ sở nghiên cứu khá lớn, Đại học Bách khoa Tây Bắc Tây An của Trung Quốc, đã thử nghiệm một động cơ nguyên mẫu có lực đẩy 720 µN (micronewtons). Nó có thể không nhiều, nhưng một số máy đẩy ion được sử dụng trong thiên văn học không tạo ra nhiều hơn.

4. Thử nghiệm EmDrive 2014.

Phiên bản EmDrive được NASA thử nghiệm (4) là tác phẩm của nhà thiết kế người Mỹ Guido Fetti. Thử nghiệm chân không đối với con lắc đã xác nhận rằng nó đạt được lực đẩy 30-50 µN. Phòng thí nghiệm Eagleworks, đặt tại Trung tâm Không gian Lyndon B. Johnson ở Houston, xác nhận công việc của anh ấy trong chân không. Các chuyên gia NASA giải thích hoạt động của động cơ bằng hiệu ứng lượng tử, hay nói đúng hơn là bằng sự tương tác với các hạt vật chất và phản vật chất phát sinh và sau đó tiêu diệt lẫn nhau trong chân không lượng tử.

Trong một thời gian dài, người Mỹ không muốn chính thức thừa nhận rằng họ đã quan sát thấy lực đẩy do EmDrive tạo ra, vì sợ rằng giá trị nhỏ kết quả có thể là do sai số trong phép đo. Do đó, các phương pháp đo đã được tinh chỉnh và thử nghiệm được lặp lại. Chỉ sau tất cả những điều này, NASA mới xác nhận kết quả của nghiên cứu.

Tuy nhiên, như International Business Times đã đưa tin vào tháng 2016 năm XNUMX, một trong những nhân viên NASA từng làm việc trong dự án này nói rằng cơ quan này có kế hoạch lặp lại toàn bộ thí nghiệm với một nhóm riêng biệt. Điều này sẽ cho phép cô ấy cuối cùng thử nghiệm giải pháp trước khi quyết định đầu tư thêm tiền vào nó.