Od momentu gdy pierwsze wzmianki o tym napędzie pojawiły się w prasie, EMDrive ciekawił naukowców swoją zasadą działania. Na pierwszy rzut oka silnik ten nie powinien działać, gdyż przeczy trzeciej zasadzie dynamiki Newtona. Ten fundamentalny problem nie przeszkodził m.in. naukowcom z NASA udowodnieniu, że silnik działa. Pozostało jedynie pytanie - jak. Podawanych było wiele, mniej lub bardziej sensownych, hipotez. Do ich grona dołączyła teraz kolejna, opierająca się na zasadzie "fal pilotujących", opracowana przez zespół z Portugalii.
Dla osób, które nie śledziły wcześniej tego tematu - silnik ten, to silnik elektromagnetyczny. Produkuje on mierzalny ciąg bez żadnej materii, która mogłaby być zeń wyrzucana, by generować ciąg. Na silnik ten składa się jedynie źródło promieniowania mikrofalowego i komora rezonansowa. Mimo tego silnik działa i produkuje ciąg; jest go dostatecznie dużo, tak że odpowiedniej wielkości silnik EMDrive mógłby dostarczyć statek na Marsa w 72 dni. Fakt, że silnik nie potrzebuje paliwa jest bardzo kuszący - dzięki temu statek startuje z powierzchni ziemi o wiele mniej obciążony, co ma ogromne znaczenie dla kosztów całego przedsięwzięcia.
Trzecia zasada dynamiki mówi nam, że każdej akcji musi towarzyszyć reakcja. Aby silnik mógł odpychać się w jedną stronę musi w przeciwną wypychać cząstki o niezerowej masie, np. sprężony gaz. Mimo braku takiego zjawiska, udało się zmierzyć ciąg tego silnika i opublikować go w recenzowanym czasopiśmie naukowym.
Coś więc jest nie tak - albo nasze zrozumienie fizyki jest wadliwe, albo przeoczono coś istotnego w działaniu EMDrive.
W artykule opublikowanym w czasopiśmie "The Journal of Applied Physical Science International" naukowcy próbują wyjaśnić zasadę działania tego silnika wykorzystując jedną z dosyć kontrowersyjnych interpretacji fizyki kwantowej. José Croca i Paulo Castro z Centre for Philosophy of Sciences na uniwersytecie w Lizbonie w Portugalii tłumaczą w tym artykule, że teoria fal pilotujących może nie tylko pozwolić na zrozumienie jak działa EMDrive, ale może także pozwolić na jego udoskonalenie.
"Odkryliśmy, że stosując teorię fal pilotujących do stożka testowanego przez NASA możemy wyjaśnić skąd bierze się w nim ciąg, bez konieczności wystąpienia jakiejkolwiek zewnętrznej siły działającej na silnik, jak wymaga tego trzecie prawo dynamiki Newtona" opowiada Castro w wywiadzie dla ScienceAlert.
Czym jest teoria fal pilotujących? Obecnie większość fizyków skłania się do Kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej, która mówi, że cząsteczki nie mają ustalonego położenia, dopóki nie zostaną zaobserwowane. Teoria fal pilotujących natomiast mówi. że przez cały czas cząstki mają ustalone położenie. Jednakże, żeby to było prawdą, to świat musi mieć szereg innych zadziwiających własności. Dlatego też teoria ta została przez większość badaczy odrzucona. Jednakże w ostatnich latach podejście to powoli odzyskuje zainteresowanie części naukowców. Zespół z Portugalii pokazał w swoim artykule, że jeśli odrobinę zmieni się opis tej interpretacji, to można ją wykorzystać do opisu czegoś większego niż pojedyncza cząstka - na przykład silnika EMDrive. Pozwala to wyjaśnić zaobserwowane w eksperymencie wyniki, takie jak ciąg silnika.
Zasadniczo teoria ta mówi, że każdy obiekt promieniuje pewnego rodzaju pole falowe. Obiekt jest następnie przyciągany do takich rejonów przestrzeni, gdzie pole to ma większą intensywność, gdzie większa jest gęstość energii. W ten sposób to pole falowe niejako pilotuje obiekt, stąd nazwa tej teorii.
Zespół, modelując taki system na gruncie opisywanej teorii pokazał, że dostatecznie silne i asymetryczne pole elektromagnetyczne może działać jak fala pilotująca. Dokładnie takie pole generuje EMdrive. Stożkowy kształt silnika powoduje, że promieniowanie elektromagnetyczne jest asymetryczne w przestrzeni. Takie asymetryczne promieniowanie powoduje, że pole falowe także będzie asymetryczne, czego rezultatem jest ruch ścianek silnika w kierunku większej intensywności pola.
Takie wyjaśnienie może wydawać się mało realne, ale nie tylko Lizbończycy zauważają, że teoria fal pilotujących może wyjaśnić działanie EMDrive. Naukowcy z NASA Eagleworks, badający silnik, napisali w jednym z artykułów, że ciąg generowany może być na podobnej zasadzie. "Dane zaprezentowane w artykule pozwalają stwierdzić, że do wyjaśnienia generacji ciągu wykorzystać można teorię ukrytych nielokalnych zmiennych, czyli teorię fal pilotujących" czytamy w dokumencie.
Oczywiście, podkreślić należy, że naukowcy z Lizbony podali jedynie hipotezę popartą obliczeniami matematycznymi. Nie testowali oni jeszcze swojego pomysłu eksperymentalnie. Została ona zaprezentowana jedynie jako jedno z możliwych wyjaśnień działania EMDrive, które pozwala na poprawne zamodelowanie jego działania. Jednakże przedstawili oni także pomysł na eksperyment, pozwalający falsyfikować tą hipotezę.
"Obecnie najsilniejsze dowody na poparcie hipotezy pochodzą z zachowania EMdrive" mówił Castro. "Jednakże, mamy pomysł na eksperyment, który miałby polegać na detekcji i modulacji fal subkwantowych".
Bardzo ważne jest podkreślenie, że jeśli hipoteza naukowców z Portugalii się potwierdzi, to oznaczać to będzie, że silnik nie łamie zasad dynamiki Newtona. Dzięki temu może większa grupa naukowców mogłaby spojrzeć na ten napęd przychylnym okiem bądź zacząć go poważniej traktować i badać.
"EMDrive jest kosmicznym napędem przyszłości. Jakkolwiek swoje pierwsze zastosowanie znajdzie pewnie w nanosatelitach, to może to pomóc w jego skalowaniu do większych maszyn". Teoria fal pilotujących może w tym pomóc, ponieważ zrozumienie zasady działania pozwoli na optymalizację działania silnika, chociażby poprzez modyfikację jego kształtu. "Obserwowaliśmy, że zmiana kształtu komory rezonansowej silnika może zwiększyć jego ciąg" mówi Castro. "Na przykład wykładnicza 'trąbka' pozwoliła by na zwiększenie jego osiągów" informuje badacz.
W międzyczasie badacze z NASA Eagleworks kontynuują swoje prace badawcze. Dodatkowo, jeśli wierzyć plotkom - istnieją grupy które chcą wykorzystać go w kosmosie lub nawet już to robią. Publikacja wyników ich prac pozwoliłaby raz na zawsze potwierdzić albo zaprzeczyć czy układ ten istotnie działa. Jeszcze wiele pozostało do sprawdzenia i zrozumienia jeśli chodzi o działanie EMDrive, ale także - o działanie otaczającego nas świata. Nawet jeśli EMDrive nie pomoże nam szybciej i taniej latać w kosmos, to pomoże nam zrozumieć więcej na temat fizyki, jaka rządzi jego działaniem, nieważne jak będzie ona finalnie opisana.
Źródło: http://www.sciencealert.com/physicists-have-a-weird-new-idea-about-how-the-impossible-em-drive-could-produce-thrust
Fajne? Ranking DIY
