یک نظریه جدید در مورد نحوه عملکرد موتور EmDrive. موتور در غیر این صورت امکان پذیر است

Mike McCulloch (1) از دانشگاه پلیموث می گوید EmDrive معروف (2) نباید قوانین فیزیک را زیر پا بگذارد. این دانشمند نظریه ای را پیشنهاد می کند که راه جدیدی را برای درک حرکت و اینرسی اجسام با شتاب های بسیار کوچک پیشنهاد می کند. اگر حق با او بود، ما در نهایت این رانش مرموز را "غیر اینرسی" می نامیم، زیرا اینرسی است، یعنی اینرسی، که محقق بریتانیایی را آزار می دهد.

اینرسی مشخصه تمام اجسامی است که جرم دارند، به تغییر جهت یا شتاب واکنش نشان می دهند. به عبارت دیگر، جرم را می توان معیاری برای اینرسی در نظر گرفت. اگرچه به نظر ما این یک مفهوم شناخته شده است، ماهیت آن چندان آشکار نیست. مفهوم مک کالوخ بر این فرض استوار است که اینرسی به دلیل اثری است که توسط نسبیت عام پیش بینی شده است. تشعشعات Unruhاین تابش جسم سیاه است که بر روی اجسام شتاب دهنده اثر می گذارد. از سوی دیگر می توان گفت که با شتاب گرفتن ما دمای جهان در حال افزایش است.

2. مایک مک کالوچ از دانشگاه پلیموث

به عقیده مک کالوخ، اینرسی صرفاً فشاری است که توسط تشعشعات Unruh بر جسم در حال شتاب وارد می شود. بررسی این اثر برای شتاب هایی که معمولاً روی زمین مشاهده می کنیم دشوار است. به گفته این دانشمند، این تنها زمانی قابل مشاهده است که شتاب ها کوچکتر شوند. در شتاب های بسیار کوچک، طول موج های Unruh به قدری بزرگ هستند که دیگر در جهان قابل مشاهده قرار نمی گیرند. مک‌کالوچ استدلال می‌کند که وقتی این اتفاق می‌افتد، اینرسی فقط می‌تواند مقادیر خاصی را به خود بگیرد و از یک مقدار به مقدار دیگر بپرد، که به درستی شبیه اثرات کوانتومی است. به عبارت دیگر، اینرسی باید به عنوان جزء شتاب های کوچک کوانتیزه شود.

مک کالوچ معتقد است که آنها را می توان با نظریه او در مشاهدات تأیید کرد. افزایش سرعت عجیب در هنگام عبور برخی از اجرام فضایی نزدیک زمین به سمت سیارات دیگر مشاهده شده است. بررسی دقیق این اثر روی زمین دشوار است زیرا شتاب های مرتبط با آن بسیار اندک است.

در مورد خود EmDrive، مفهوم McCulloch بر این ایده استوار است: اگر فوتون‌ها نوعی جرم داشته باشند، پس از بازتاب، باید اینرسی را تجربه کنند. با این حال، تابش Unruh در این مورد بسیار کم است. آنقدر کوچک که می تواند با محیط نزدیک خود تعامل داشته باشد. در مورد EmDrive، این مخروط طراحی "موتور" است. مخروط اجازه تابش Unruh با طول معین را در انتهای گسترده تر و تابش با طول کوتاه تر در انتهای باریک تر را می دهد. فوتون ها منعکس می شوند، بنابراین اینرسی آنها در محفظه باید تغییر کند. و از اصل حفظ حرکت، که بر خلاف نظرات مکرر در مورد EmDrive، در این تفسیر نقض نمی شود، نتیجه می شود که کشش باید به این ترتیب ایجاد شود.

نظریه مک کالوخ را می توان به صورت تجربی حداقل به دو روش آزمایش کرد. اول، با قرار دادن دی الکتریک در داخل محفظه - این باید کارایی درایو را افزایش دهد. ثانیا، به گفته این دانشمند، تغییر اندازه محفظه می تواند جهت رانش را تغییر دهد. این زمانی اتفاق می‌افتد که تابش Unruh برای انتهای باریک‌تر مخروط مناسب‌تر باشد تا با قسمت وسیع‌تر. اثر مشابهی می تواند با تغییر فرکانس پرتوهای فوتون در داخل مخروط ایجاد شود. این محقق بریتانیایی می‌گوید: «پیشرفت رانش قبلاً در آزمایش اخیر ناسا اتفاق افتاده است.

نظریه مک کالوخ از یک سو مشکل بقای تکانه را از بین می برد و از سوی دیگر در حاشیه جریان اصلی علمی قرار دارد. (علم حاشیه ای معمولی). از نقطه نظر علمی، فرض اینکه فوتون ها دارای جرم اینرسی هستند، قابل بحث است. علاوه بر این، به طور منطقی، سرعت نور باید در داخل محفظه تغییر کند. پذیرش این امر برای فیزیکدانان بسیار دشوار است.

3. اصل کارکرد موتور EmDrive

کار می کند اما آزمایشات بیشتری لازم است

EmDrive در اصل زاده فکر Roger Scheuer، یکی از برجسته ترین متخصصان هوانوردی در اروپا بود. او این طرح را در قالب یک ظرف مخروطی ارائه کرد. یک سر تشدید کننده پهن تر از دیگری است و ابعاد آن به گونه ای انتخاب شده است که برای امواج الکترومغناطیسی با طول مشخص تشدید ایجاد کند. در نتیجه، این امواج که به سمت انتهای وسیعتر منتشر می شوند باید سرعت بیشتری داشته باشند و به سمت انتهای باریکتر آهسته شوند (3). فرض بر این است که در نتیجه سرعت‌های جابه‌جایی جبهه موج متفاوت، فشار تابشی متفاوتی بر سرهای مخالف تشدیدکننده اعمال می‌کنند و بنابراین یک رشته غیر تهی که شی را حرکت می دهد.

با این حال، طبق فیزیک شناخته شده، اگر نیروی اضافی اعمال نشود، تکانه نمی تواند افزایش یابد. از لحاظ تئوری، EmDrive با استفاده از پدیده فشار تشعشع کار می کند. سرعت گروهی یک موج الکترومغناطیسی، و در نتیجه نیروی تولید شده توسط آن، ممکن است به هندسه موجبر موجی که در آن منتشر می شود، بستگی داشته باشد. بر اساس ایده Scheuer، اگر یک موجبر مخروطی شکل بسازید به گونه ای که سرعت موج در یک انتها به طور قابل توجهی با سرعت موج در انتهای دیگر متفاوت باشد، با انعکاس این موج بین دو انتها، اختلاف فشار تشعشع به دست می آید. ، یعنی نیروی کافی برای دستیابی به کشش به گفته شایر، EmDrive قوانین فیزیک را نقض نمی کند، اما از نظریه انیشتین استفاده می کند - موتور در چارچوب مرجع متفاوتی از موج "کار" درون آن قرار دارد..

تاکنون فقط نمونه های بسیار کوچک ساخته شده است. نمونه‌های اولیه EmDrive با نیروی رانش در حد میکرونیوز. یک موسسه تحقیقاتی نسبتاً بزرگ، دانشگاه پلی تکنیک شمال غربی شیان چین، با یک موتور نمونه اولیه با نیروی رانش 720 میکرونیوتن (میکرونیوتون) آزمایش کرده است. ممکن است زیاد نباشد، اما برخی از رانشگرهای یونی مورد استفاده در نجوم بیشتر تولید نمی کنند.

4. تست EmDrive 2014.

نسخه آزمایش شده EmDrive توسط ناسا (4) اثر طراح آمریکایی Guido Fetti است. آزمایش خلاء آونگ تأیید کرده است که به نیروی رانش 30-50 میکرونیوتن دست می یابد. آزمایشگاه Eagleworks، واقع در مرکز فضایی Lyndon B. Johnson در هیوستون، کار خود را در خلاء تایید کرد. کارشناسان ناسا عملکرد موتور را با اثرات کوانتومی، یا بهتر بگوییم، با برهمکنش با ماده و ذرات پادماده ای که به وجود می آیند و سپس به طور متقابل در خلاء کوانتومی از بین می روند، توضیح می دهند.

برای مدت طولانی، آمریکایی‌ها نمی‌خواستند رسماً اعتراف کنند که نیروی رانش تولید شده توسط EmDrive را مشاهده کرده‌اند، زیرا می‌ترسیدند که مقدار کوچک حاصل از آن به دلیل خطاهای اندازه‌گیری باشد. بنابراین، روش های اندازه گیری اصلاح شد و آزمایش تکرار شد. تنها پس از این همه، ناسا نتایج مطالعه را تایید کرد.

با این حال، همانطور که International Business Times در مارس 2016 گزارش داد، یکی از کارمندان ناسا که روی این پروژه کار می کرد، گفت که آژانس قصد دارد کل آزمایش را با یک تیم جداگانه تکرار کند. این به او اجازه می دهد تا در نهایت راه حل را قبل از تصمیم به سرمایه گذاری بیشتر در آن آزمایش کند.