ทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับวิธีการทำงานของเอ็นจิ้น EmDrive เครื่องยนต์เป็นไปได้อย่างอื่น

EmDrive ที่มีชื่อเสียง (1) ไม่ควรฝ่าฝืนกฎของฟิสิกส์ Mike McCulloch (2) จาก University of Plymouth กล่าว นักวิทยาศาสตร์เสนอทฤษฎีที่เสนอวิธีใหม่ในการทำความเข้าใจการเคลื่อนที่และความเฉื่อยของวัตถุที่มีความเร่งน้อยมาก หากเขาพูดถูก เราจะเรียกแรงขับลึกลับนี้ว่า "ไม่เฉื่อย" เพราะมันคือความเฉื่อย ซึ่งก็คือความเฉื่อย ที่หลอกหลอนนักวิจัยชาวอังกฤษ

ความเฉื่อยเป็นลักษณะของวัตถุทั้งหมดที่มีมวล ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทิศทางหรือความเร่ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง มวลสามารถคิดได้ว่าเป็นหน่วยวัดความเฉื่อย แม้ว่าแนวคิดนี้จะดูเหมือนเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับเรา แต่ธรรมชาติของแนวคิดนี้ก็ไม่ชัดเจนนัก แนวคิดของ McCulloch มีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานที่ว่าความเฉื่อยเกิดจากผลกระทบที่ทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่เรียกว่า รังสีจากอุนรูห์นี่คือรังสีวัตถุดำที่กระทำต่อวัตถุที่เร่งความเร็ว ในทางกลับกัน เราสามารถพูดได้ว่าอุณหภูมิของเอกภพสูงขึ้นเมื่อเราเร่งความเร็ว

2. Mike McCulloch จากมหาวิทยาลัยพลีมัธ

ตามคำกล่าวของ McCulloch ความเฉื่อยเป็นเพียงแรงกดดันที่เกิดจากรังสี Unruh บนตัวเร่งความเร็ว ศึกษาผลกระทบได้ยากสำหรับการเร่งความเร็วที่เรามักสังเกตเห็นบนโลก ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ สิ่งนี้จะมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อความเร่งมีขนาดเล็กลงเท่านั้น ด้วยความเร่งที่น้อยมาก ความยาวคลื่น Unruh นั้นใหญ่มากจนไม่เข้ากับจักรวาลที่สังเกตได้อีกต่อไป เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น McCulloch ให้เหตุผลว่าความเฉื่อยสามารถรับค่าบางอย่างได้เท่านั้นและกระโดดจากค่าหนึ่งไปยังอีกค่าหนึ่งซึ่งคล้ายกับเอฟเฟกต์ควอนตัมอย่างถูกต้อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเฉื่อยจะต้องถูกหาปริมาณเป็นองค์ประกอบของความเร่งเล็กน้อย

McCulloch เชื่อว่าทฤษฎีของเขาสามารถยืนยันได้จากการสังเกต เดือยความเร็วแปลก ๆ สังเกตระหว่างทางของวัตถุอวกาศบางวัตถุใกล้โลกไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น เป็นเรื่องยากที่จะศึกษาผลกระทบนี้อย่างระมัดระวังบนโลกเพราะความเร่งที่เกี่ยวข้องกับมันมีขนาดเล็กมาก

สำหรับ EmDrive นั้น แนวคิดของ McCulloch มีพื้นฐานมาจากแนวคิดต่อไปนี้: ถ้าโฟตอนมีมวลบางประเภท เมื่อถูกสะท้อนออกมา พวกเขาจะต้องประสบกับความเฉื่อย อย่างไรก็ตาม รังสีอุนรุห์มีขนาดเล็กมากในกรณีนี้ เล็กมากจนสามารถโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมในทันทีได้ ในกรณีของ EmDrive นี่คือรูปกรวยของการออกแบบ "เครื่องยนต์" กรวยช่วยให้การแผ่รังสี Unruh มีความยาวระดับหนึ่งที่ปลายด้านกว้าง และการแผ่รังสีที่ความยาวสั้นกว่าที่ปลายที่แคบกว่า โฟตอนถูกสะท้อน ดังนั้นความเฉื่อยในห้องจึงต้องเปลี่ยน และจากหลักการอนุรักษ์โมเมนตัมซึ่งตรงกันข้ามกับความคิดเห็นที่พบบ่อยเกี่ยวกับ EmDrive ไม่ได้ถูกละเมิดในการตีความนี้ จึงเป็นไปตามที่การลากควรสร้างขึ้นในลักษณะนี้

ทฤษฎีของ McCulloch สามารถทดสอบทดลองได้อย่างน้อยสองวิธี ขั้นแรกโดยการวางไดอิเล็กทริกเข้าไปในห้อง - สิ่งนี้ควรเพิ่มประสิทธิภาพของไดรฟ์ ประการที่สอง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ การเปลี่ยนขนาดของห้องสามารถเปลี่ยนทิศทางของแรงขับได้ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อการแผ่รังสี Unruh เหมาะสมกับปลายกรวยที่แคบกว่าการแผ่รังสีที่กว้างกว่า ผลกระทบที่คล้ายกันอาจเกิดจากการเปลี่ยนความถี่ของลำแสงโฟตอนภายในกรวย นักวิจัยชาวอังกฤษกล่าวว่า "การย้อนกลับของแรงขับได้เกิดขึ้นแล้วในการทดลองของ NASA เมื่อเร็วๆ นี้

ในทางหนึ่งทฤษฎีของ McCulloch ได้ขจัดปัญหาการอนุรักษ์โมเมนตัม และในทางกลับกัน อยู่นอกสนามของกระแสหลักทางวิทยาศาสตร์ (วิทยาศาสตร์ชายขอบทั่วไป). จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ มีข้อโต้แย้งที่จะถือว่าโฟตอนมีมวลเฉื่อย นอกจากนี้ ตามหลักเหตุผล ความเร็วของแสงควรเปลี่ยนภายในห้อง สิ่งนี้ค่อนข้างยากสำหรับนักฟิสิกส์ที่จะยอมรับ

3. หลักการทำงานของเครื่องยนต์ EmDrive

ใช้งานได้ แต่จำเป็นต้องมีการทดสอบเพิ่มเติม

เดิมที EmDrive เป็นลูกสมุนของ Roger Scheuer หนึ่งในผู้เชี่ยวชาญด้านการบินที่โดดเด่นที่สุดในยุโรป เขานำเสนอการออกแบบนี้ในรูปแบบของภาชนะรูปกรวย ปลายด้านหนึ่งของเรโซเนเตอร์กว้างกว่าปลายอีกด้านหนึ่ง และเลือกมิติข้อมูลเพื่อให้เกิดเรโซแนนซ์สำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวที่แน่นอน เป็นผลให้คลื่นเหล่านี้แพร่กระจายไปยังปลายที่กว้างขึ้นจะต้องเร่งความเร็วขึ้นและช้าลงไปยังปลายที่แคบกว่า (3) สันนิษฐานว่าเป็นผลมาจากความเร็วการกระจัดหน้าคลื่นที่แตกต่างกัน พวกมันออกแรงกดการแผ่รังสีที่แตกต่างกันบนปลายอีกด้านของเรโซเนเตอร์ ดังนั้น สตริงที่ไม่ใช่ค่าว่างที่ย้ายวัตถุ.

อย่างไรก็ตาม ตามหลักฟิสิกส์ที่ทราบกันดีแล้ว หากไม่มีแรงเพิ่มเติม โมเมนตัมก็ไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้ ตามทฤษฎีแล้ว EmDrive ทำงานโดยใช้ปรากฏการณ์ความดันรังสี ความเร็วกลุ่มของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และแรงที่เกิดจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อาจขึ้นอยู่กับรูปทรงของท่อนำคลื่นที่แผ่ขยายออกไป ตามความคิดของ Scheuer หากคุณสร้างท่อนำคลื่นทรงกรวยในลักษณะที่ความเร็วคลื่นที่ปลายด้านหนึ่งแตกต่างอย่างมากจากความเร็วคลื่นที่ปลายอีกด้านหนึ่ง จากนั้นสะท้อนคลื่นนี้ระหว่างปลายทั้งสองข้าง คุณจะได้ค่าความดันการแผ่รังสีที่ต่างกัน , เช่น. แรงเพียงพอที่จะบรรลุแรงดึง ตามที่ Shayer, EmDrive ไม่ได้ละเมิดกฎของฟิสิกส์ แต่ใช้ทฤษฎีของ Einstein - เครื่องยนต์อยู่ในกรอบอ้างอิงที่แตกต่างจากคลื่น "ทำงาน" ภายใน.

จนถึงขณะนี้ มีเพียงขนาดเล็กมากเท่านั้นที่ถูกสร้างขึ้น ต้นแบบของ EmDrive ด้วยแรงผลักดันของไมโครนิวส์. สถาบันวิจัยที่ค่อนข้างใหญ่แห่งมหาวิทยาลัย Xi'an Northwest Polytechnic ของจีน ได้ทำการทดลองกับเครื่องยนต์ต้นแบบที่มีแรงผลัก 720 µN (micronewtons) มันอาจจะไม่มาก แต่ตัวขับดันไอออนบางตัวที่ใช้ในดาราศาสตร์ไม่ได้สร้างเพิ่มเติม

4. การทดสอบ EmDrive ปี 2014

เวอร์ชันของ EmDrive ที่ทดสอบโดย NASA (4) เป็นผลงานของ Guido Fetti ดีไซเนอร์ชาวอเมริกัน การทดสอบสูญญากาศของลูกตุ้มได้ยืนยันว่าสามารถบรรลุแรงขับที่ 30-50 µN ห้องปฏิบัติการ Eagleworks ตั้งอยู่ที่ศูนย์อวกาศลินดอน บี. จอห์นสัน ในเมืองฮูสตัน ยืนยันการทำงานของเขาในสุญญากาศ. ผู้เชี่ยวชาญของ NASA อธิบายการทำงานของเครื่องยนต์ด้วยเอฟเฟกต์ควอนตัม หรือโดยปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคของสสารและปฏิสสารที่เกิดขึ้นและทำลายล้างซึ่งกันและกันในสุญญากาศควอนตัม

เป็นเวลานานที่ชาวอเมริกันไม่ต้องการยอมรับอย่างเป็นทางการว่าพวกเขาสังเกตเห็นแรงผลักดันที่เกิดจาก EmDrive โดยกลัวว่าค่าที่เล็กน้อยที่ได้อาจเกิดจากข้อผิดพลาดในการวัด ดังนั้นวิธีการวัดจึงได้รับการขัดเกลาและทำการทดลองซ้ำ หลังจากทั้งหมดนี้ NASA ยืนยันผลการศึกษา

อย่างไรก็ตาม ตามที่ International Business Times รายงานเมื่อเดือนมีนาคม 2016 พนักงานคนหนึ่งของ NASA ที่ทำงานในโครงการกล่าวว่าหน่วยงานวางแผนที่จะทำซ้ำการทดลองทั้งหมดกับทีมอื่น วิธีนี้จะช่วยให้เธอได้ทดสอบวิธีแก้ปัญหาในที่สุดก่อนที่จะตัดสินใจลงทุนเงินเพิ่ม