Een nieuwe theorie over hoe de EmDrive-motor werkt. De motor kan anders

De beroemde EmDrive (1) mag de wetten van de natuurkunde niet overtreden, zegt Mike McCulloch (2) van de Universiteit van Plymouth. De wetenschapper stelt een theorie voor die een nieuwe manier suggereert om de beweging en traagheid van objecten met zeer kleine versnellingen te begrijpen. Als hij gelijk zou hebben, zouden we de mysterieuze drang uiteindelijk ‘niet-traagheid’ noemen, omdat het traagheid, dat wil zeggen traagheid, is die de Britse onderzoeker achtervolgt.

Traagheid is kenmerkend voor alle objecten die massa hebben, reageren op een richtingsverandering of op versnelling. Met andere woorden, massa kan worden gezien als een maatstaf voor traagheid. Hoewel dit ons een bekend concept lijkt, is de aard ervan niet zo voor de hand liggend. Het concept van McCulloch is gebaseerd op de veronderstelling dat traagheid voortkomt uit een effect dat wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie, genaamd straling van Unruhdit is zwarte lichaamsstraling die inwerkt op versnellende objecten. Aan de andere kant kunnen we zeggen dat de temperatuur van het universum toeneemt naarmate we versnellen.

2. Mike McCulloch van de Universiteit van Plymouth

Volgens McCulloch is traagheid eenvoudigweg de druk die door Unruh-straling wordt uitgeoefend op een versnellend lichaam. Het effect is moeilijk te bestuderen voor de versnellingen die we gewoonlijk op aarde waarnemen. Volgens de wetenschapper wordt dit pas zichtbaar als de versnellingen kleiner worden. Bij zeer kleine versnellingen zijn de Unruh-golflengten zo groot dat ze niet langer in het waarneembare universum passen. Wanneer dit gebeurt, zo stelt McCulloch, kan traagheid alleen bepaalde waarden aannemen en van de ene waarde naar de andere springen, wat terecht doet denken aan kwantumeffecten. Met andere woorden, de traagheid moet worden gekwantiseerd als een component van kleine versnellingen.

McCulloch gelooft dat ze door zijn theorie in observaties kunnen worden bevestigd. vreemde snelheidspieken waargenomen tijdens de passage van enkele ruimtevoorwerpen nabij de aarde naar andere planeten. Het is moeilijk om dit effect op aarde zorgvuldig te bestuderen, omdat de daarmee gepaard gaande versnellingen erg klein zijn.

Wat de EmDrive zelf betreft, is het concept van McCulloch gebaseerd op het volgende idee: als fotonen een bepaalde massa hebben, moeten ze bij reflectie traagheid ervaren. De Unruh-straling is in dit geval echter zeer klein. Zo klein dat het kan communiceren met zijn directe omgeving. In het geval van de EmDrive is dit de kegel van het "motor" -ontwerp. De kegel maakt Unruh-straling van een bepaalde lengte aan het bredere uiteinde mogelijk, en straling van een kortere lengte aan het smallere uiteinde. De fotonen worden gereflecteerd, dus hun traagheid in de kamer moet veranderen. En uit het principe van behoud van momentum, dat, in tegenstelling tot de vaak voorkomende meningen over EmDrive, in deze interpretatie niet wordt geschonden, volgt dat er op deze manier tractie moet worden gecreëerd.

De theorie van McCulloch kan op ten minste twee manieren experimenteel worden getest. Ten eerste door een diëlektricum in de kamer te plaatsen, zou dit de efficiëntie van de aandrijving moeten verhogen. Ten tweede kan het veranderen van de grootte van de kamer, volgens de wetenschapper, de richting van de stuwkracht veranderen. Dit zal gebeuren wanneer de Unruh-straling beter geschikt is voor het smallere uiteinde van de kegel dan voor het bredere uiteinde. Een soortgelijk effect kan worden veroorzaakt door de frequentie van fotonenbundels in de kegel te veranderen. “Stuwkrachtomkering is al gebeurd in een recent NASA-experiment”, zegt de Britse onderzoeker.

De theorie van McCulloch elimineert enerzijds het probleem van het behoud van momentum, en staat anderzijds aan de zijlijn van de wetenschappelijke mainstream. (typische marginale wetenschap). Vanuit wetenschappelijk oogpunt is het discutabel om aan te nemen dat fotonen een traagheidsmassa hebben. Bovendien zou logischerwijs de lichtsnelheid in de kamer moeten veranderen. Dit is voor natuurkundigen vrij moeilijk te accepteren.

3. Het werkingsprincipe van de EmDrive-motor

Het werkt, maar er zijn meer tests nodig

EmDrive was oorspronkelijk het geesteskind van Roger Scheuer, een van de meest vooraanstaande luchtvaartexperts in Europa. Hij presenteerde dit ontwerp in de vorm van een conische container. Het ene uiteinde van de resonator is breder dan het andere en de afmetingen zijn zo gekozen dat er resonantie ontstaat voor elektromagnetische golven van een bepaalde lengte. Als gevolg hiervan moeten deze golven die zich naar het bredere uiteinde voortplanten, versnellen en vertragen naar het smallere uiteinde (3). Er wordt aangenomen dat ze, als gevolg van verschillende golffrontverplaatsingssnelheden, een verschillende stralingsdruk uitoefenen op de tegenoverliggende uiteinden van de resonator, en dus een niet-nullreeks die het object verplaatst.

Volgens de bekende natuurkunde kan het momentum echter niet toenemen als er geen extra kracht wordt uitgeoefend. Theoretisch werkt EmDrive met behulp van het fenomeen stralingsdruk. De groepssnelheid van een elektromagnetische golf, en dus de kracht die erdoor wordt gegenereerd, kan afhangen van de geometrie van de golfgeleider waarin deze zich voortplant. Volgens het idee van Scheuer, als je een conische golfgeleider zo bouwt dat de golfsnelheid aan het ene uiteinde aanzienlijk verschilt van de golfsnelheid aan het andere uiteinde, krijg je door deze golf tussen de twee uiteinden te reflecteren een verschil in stralingsdruk , d.w.z. voldoende kracht om tractie te bewerkstelligen. Volgens Shayer is EmDrive schendt de wetten van de natuurkunde niet, maar gebruikt de theorie van Einstein - de motor bevindt zich in een ander referentiekader dan de "werkende" golf erin.

Tot nu toe zijn er slechts zeer kleine exemplaren gebouwd. Prototypes van EmDrive met trekkracht in de orde van micronieuws. Een vrij grote onderzoeksinstelling, de Chinese Xi'an Northwest Polytechnic University, heeft geëxperimenteerd met een prototype van een motor met een stuwkracht van 720 µN (micronewton). Het is misschien niet veel, maar sommige ionenstuwraketten die in de astronomie worden gebruikt, genereren niet meer.

4. EmDrive-test 2014.

De door NASA geteste versie van EmDrive (4) is het werk van de Amerikaanse ontwerper Guido Fetti. Vacuümtesten van de slinger hebben bevestigd dat deze een stuwkracht van 30-50 µN bereikt. Het Eagleworks Laboratory, gevestigd in het Lyndon B. Johnson Space Center in Houston, bevestigde zijn werk in een vacuüm. NASA-experts verklaren de werking van de motor door kwantumeffecten, of beter gezegd, door interactie met materie- en antimateriedeeltjes die ontstaan ​​en vervolgens wederzijds vernietigen in het kwantumvacuüm.

Lange tijd wilden de Amerikanen niet officieel toegeven dat ze de stuwkracht van EmDrive hadden waargenomen, uit angst dat de resulterende kleine waarde te wijten zou kunnen zijn aan meetfouten. Daarom werden de meetmethoden verfijnd en werd het experiment herhaald. Pas na dit alles bevestigde NASA de resultaten van het onderzoek.

Zoals de International Business Times in maart 2016 meldde, zei een van de NASA-medewerkers die aan het project werkte echter dat het bureau van plan is het hele experiment met een apart team te herhalen. Hierdoor kan ze de oplossing eindelijk testen voordat ze besluit er meer geld in te investeren.