Finowie wyjaśniają, jak działa 'niemożliwy silnik'
W recenzowanym piśmie AIP Advances 6 ukazał się artykuł na temat kontrowersyjnego silnika EmDrive. Jego autorzy, profesor fizyki Arto Annila z Uniwersytetu w Helsinkach, doktor chemii organicznej Erkki Kolehmainen z Uniwersytetu w Jyväskylä oraz fizyk Patrick Grahn z firmy Comsol, twierdzą, że EmDrive zyskuje ciąg dzięki ucieczce fotonów z zamkniętej komory.
Brytyjski naukowiec Roger Shawyer opracował i zaprezentował koncepcję EmDrive w latach 90. ubiegłego wieku. Jego zdaniem silnik ten mógłby całkowicie zmienić przemysł kosmiczny, pozwolić na zaoszczędzenie energii i umożliwić szybsze i tańsze podróżowanie poza naszą planetą.
Wielu ekspertów wątpi w to, czy EmDrive w ogóle działa. Jednak w ostatnim czasie ukazało się kilka prac naukowych z Niemiec, Chin, nawet NASA, których autorzy stwierdzili, że EmDrive działa, chociaż nie wiedzą dlaczego. Jeśli Finowie mają rację i ich wyjaśnienie pojawienia się ciągu w EmDrive jest prawdziwe, to specjaliści będą mogli udoskonalić silnik, zbadać go i wyjaśnić zasadę jego działania.
Profesor Annila to znany badacz sił natury. Jest on autorem niemal 50 prac opublikowanych w prestiżowych pismach. Jego teorie znalazły zastosowanie w badaniach ciemnej energii i ciemnej materii, ewolucji, ekonomii czy neurologii. Teraz Annila stwierdza: EmDrive jest jak każdy inny silnik. Pobiera paliwo i wytwarza ciąg. Od strony paliwa wszystko jest proste i zrozumiałe dla każdego - do silnika wysyłane są mikrofale. Problemy w tym, że nie widać niczego, co by się z niego wydostawało, dlatego też ludzie sądzą, że silnik nie działa. Jak więc możesz niego wydostawać się coś, czego nie można wykryć? Fotony odbijają się w komorze w tę i z powrotem. Część z nich podąża w tym samym kierunku i z tą samą prędkością, jednak ich faza jest przesunięta o 180 stopni. Jeśli więc podróżują w takiej konfiguracji, nawzajem znoszą swoje pole elektromagnetyczne. To jak fale wody podróżujące razem, gdy jedna fala jest przesunięta względem drugiej tak, że nawzajem się niwelują. Woda nie znika, nadal tam jest. Tak samo nie znikają fotony, które są nośnikiem pędu, chociaż nie widać ich w formie światła. Jeśli zaś fale nie mają już właściwości elektromagnetycznych, gdyż nawzajem je sobie zniwelowały, nie odbijają się od ścian komory i się z niej wydostają. Mamy więc napęd dzięki fotonom występującym w parach.
Wszystko, co dzieje się w naturze, to proces. Każdy silnik to proces - potrzebuje paliwa i wydechu. EmDrive działa według tych samych zasad co wszystko inne. Podstawowe prawa natury są niezwykle przemyślane, a wielu specjalistów w nie nie wierzy, gdyż czynią one każdą teorię redundantną - stwierdza Annila.
Uczony dodaje, że zamiast z góry odrzucać i krytykować EmDrive, środowisko naukowe powinno prowadzić więcej eksperymentów z udziałem tego silnika. Wspomina tutaj teorię kwantowej inercji brytyjskiego fizyka Mike'a McCullocha i zgadza się z McCullchem, który twierdzi, że nawet sam Shawyer nie w pełni rozumie, jak działa jego silnik.
Komentarze (94)
mcezar, 20 czerwca 2016, 12:51
Naprawdę nie ma nic lepszego do zilustrowania EmDrive niż ten sam od x lat rysunek w Paincie?
thikim, 20 czerwca 2016, 14:27
To jest przecież zdjęcie działającego urządzenia
A na poważnie może i działa. Dziwi mnie że taka jest niemoc co do weryfikacji. Do budowy nie wydaje się trudne.
Jakby się uprzeć to można by kuchenkę mikrofalową przebudować, dodać akumulatorki i zawiesić na jakiejś lince. To tak domowo i tanio.
Poważni fizycy na pewno potrafią coś lepszego wymyślić i jakieś unijne środki wykorzystać (zapewniając równy udział kobiet, mężczyzn i tych nijakich w wykorzystaniu środków- chociażby przez konferencję z udziałem masażystek).
Jarek Duda, 20 czerwca 2016, 14:49
O tym że chodzi o fotony niosące pęd gadaliśmy ponad 7 lat temu: http://kopalniawiedzy.pl/Emdrive-relatywistyczny-silnik-elektromagnetyczny-Chiny-Roger-Shawyer-NSTAR-NASA-silnik-jonowy,7002
pogo, 20 czerwca 2016, 15:03
Ale wtedy nic się nie wydostawało ze środka, a teraz właśnie mówią, że jednak coś ucieka.
Jarek Duda, 20 czerwca 2016, 15:37
Pęd niesiony przez falę elektromagnetyczną jest proporcjonalny do E x H ( https://en.wikipedia.org/wiki/Poynting_vector ), czyli jeśli pola rzeczywiście całkowicie się zniosły, nie ma szans na niesienie pędu.
thikim, 20 czerwca 2016, 16:01
Przy przeciwnie skierowanych falach powstają generalnie nie zerowe pola ale fala stojąca (po spełnieniu dodatkowych warunków).
Gość Astro, 20 czerwca 2016, 16:42
Słusznie. Może tak?
ewentualnie jak niżej
http://files.effectsdatabase.com/gear/pics/tmg_emdrive_001.jpg
http://hackedgadgets.com/wp-content/crt_clock.jpg
tempik, 20 czerwca 2016, 17:11
Gość Astro, 20 czerwca 2016, 17:32
Wydaje mi się, że warto w tym miejscu zaprotestować.
Takie koncepty jak tu dyskutowany, czy np. potencjalny lekki bozon X ("piąty element" ) w fachowej literaturze istnieją, ba!, nawet dość licznie, ale sprawa wymaga metody naukowej (czytaj: czasu, pieniędzy i jeszcze raz czasu oraz pieniędzy; niekoniecznie na "spotkania z masażystkami" ). Nauka (zwykle) działa w nieco innej skali czasu niż nagłówki brukowców, choć w kwestii "piątego elementu" jestem stanowczo sceptykiem (pewien bardzo mądry fizyk nie tak dawno powiedział o tym, że to fascynujące – z czym się zgadzam – bo jeśli się potwierdzi, to prosta droga do Nobla – czytaj: wino, kobiety i śpiew ).
Stanley, 20 czerwca 2016, 18:00
Po chwili zastanowienia myśle że zbadanie to moze być całkiem realny problem.
Wyobrażam sobie mrówkę która ma przesunąć laptopa z którego pisze te słowa. Rozgniatam je jak mrówki, dziure od kabla zatkałem, laptopa nie przesuną nigdy a nigdy co najwyzej się usmażą w środku i jego pociągną na tamten świat.
Ale gdybym go umieścił na orbicie i pozwolił bodaj jednej pchać go 24h na dobę 7dni w tygodniu, 356 dni w roku to pewnie by się okazała niezłym siłaczem.
Gdyby zechcieć zmierzyć siłę i udowodnić komuś "ta mrówka przesunie laptopa" to trzeba by ją najpierw wytresować, zapewnić izolacje od otoczenia i pozwolić tej niewielkiej sile działać. "Szum tła" mógłby sprawić że nie ma pewności czy to stołem trąciło czy to mrówka trzasnęła laptopa z pół obrotu... Chyba o coś w ten deseń chodzi?
Jak zmierzyć mikroskopijną siłę sporawego urządzenia, majac pewność że na obrany kierunek pomiaru nie działają jakieś czynniki zewnętrzne? Nawet jeśli działają jak odfiltrować jeśli nie są stałe?
tempik, 20 czerwca 2016, 19:23
ja tutaj nie widzę żadnego problemu ani z siłą i efektem, ani z szumem. jesli LIGO potrafi zarejestrować przesunięcia poniżej długości atomu i wyłowić je z szumu to w czym problem? tym bardzej że to my decydujemy kiedy silnik działa a kiedy go wyłączamy, więc problemy z szumem całkowicie odpadają. a co do skali efektu to po co kosmos, wystarczy garnek z wodą i pływająca komora, najlepiej w skali nanotechnologii zrobiona i niech sobie pływa, albo zamiast wody jeszcze lepiej coś rzadszego jakiś spiryt,eter,etc.
jeśli do tej pory nikt definitywnie nie zamknął tematu to ja tu wyczuwam klimaty jak z zimną fuzją w szklance ciężkiej wody mieszanej(o ile dobrze pamiętam) palladową łyżeczką
gooostaw, 20 czerwca 2016, 19:30
Właściwie to ktoś próbował:
Może z pewnymi uchybieniami w kwestii metodologii ale jednak
Qion, 20 czerwca 2016, 20:02
Wg opisu Rogera Shawyera mikrofale nie wygaszają się, lecz wzmacniają wiązkę wędrującą w kierunku szerszej podstawy falowodu. Jeśli jakieś fotony opuszczają EmDrive to raczej nie przekazują pędu w postaci siły ciągu, lecz mają charakter pewnej formy niewykorzystanej energii odpadowej. Same promieniowanie elektromagnetyczne niesie znikomy pęd, który przekłada się na niewielką siłę ciągu F. Można ją powiązać z mocą źródła P promieniowania wzorem F = P/c, gdzie: c – prędkość fali elektromagnetycznej (w próżni 3*108 m/s). Zgodnie z informacjami NASA obecny ciąg EmDrive wynosi około 0,4N/kW, czyli 120 tysięcy razy więcej niż np. ciąg lasera o takiej samej mocy ciągłej jak EmDrive.
Inna sytuacja ma miejsce w przypadku napędu o nazwie PLT, gdzie fotony napędzające żagiel kosmiczny są odbijane wielokrotnie od lustra umieszczonego gdzieś na bazowym obiekcie kosmicznym najlepiej pozbawionym atmosfery:
https://en.wikipedia.org/wiki/Photonic_laser_thruster
thikim, 20 czerwca 2016, 21:22
Generalnie próżnia, coś do pomiaru odległości i powinno dać radę.
Jeśli to jest coś ala silnik to ten ciąg jest znacząco większy niż taki potrzebny do poruszenia atomu.
Quion pisze o 0,4 N/kW.
Siły rządu newtonów to my potrafimy wykrywać i to bez problemu. Zwykła ta biała nitka z tworzywa wyciągnięta z gumy od majtek pewnie by była w stanie dać zauważalny efekt nawet i dla milinewtonów jakby mierzyć na ile się rozciągnie odcinek 1m.
Nawet mnie to specjalnie nie dziwi że próbował bo zasada działania da się nakreślić w Paincie
Ehh, 20 lat temu jakby były takie rysunki i miałbym w domu kuchenkę mikrof. to pewnie sam bym spróbował
Jajcenty, 20 czerwca 2016, 21:36
Cavendish potrafił nawet lepiej:
http://forum.kopalniawiedzy.pl/topic/23988-emdrive-dzia%C5%82a-w-pr%C3%B3%C5%BCni/?view=findpost&p=105303
https://pl.wikipedia.org/wiki/Eksperyment_Cavendisha
Dlatego nie rozumiem tych wątpliwości. Już dawno powinno być wiadome: daje czy nie daje ciągu?
thikim, 20 czerwca 2016, 22:37
Pewnie. Ja pisząc " że umiemy" miałem na myśli takie domowe metody (patyk, sznurek, majtki, taśma)
Może szkoda mikrofali do takich celów, wszak świat zna większe wyzwania:
https://www.youtube.com/watch?v=i5MDnkV8DZA
A tak po prawdzie to kwestia jest czy efekt pochodzi z tego pomysłu czy to jakiś błąd tak jak np. z neutrinami szybszymi od światła.
Dziś już potrafimy mierzyć siły pomiędzy atomami (to już nie przy pomocy gumki od majtek):
http://tylkonauka.pl/wiadomosc/fizycy-po-raz-pierwszy-zmierzyli-sily-van-der-waalsa-pomiedzy-pojedynczymi-atomami
więc nie ma problemu z pomiarem siły ciągu.
Gość Astro, 26 czerwca 2016, 15:55
Znalezione przypadkowo, ale dobre
http://www.theskepticsguide.org/4-reasons-why-the-em-drive-is-probably-bullshit
Qion, 26 czerwca 2016, 17:41
Lucjan Łągiewka już wiele lat temu udowodnił, że pęd może w określonych warunkach zniknąć i zamienić się w energię. Em Drive nie jest zatem niczym niezwykłym, gdyż pęd części fotonów odbitych od szerszej podstawy znika i zostaje zamieniony w dodatkową energię innej grupy fotonów kierującej się w stronę szerszej podstawy. W ten sposób część wiązek mikrofal zostaje wzmocniona kosztem zaniku pędu powracającej wiązki.
Gość Astro, 26 czerwca 2016, 18:15
Nic takiego nie udowodnił. Proponuję rozszerzyć wiedzę o pojęcie momentu pędu. W dalszej kolejności (po zrozumieniu) czterowektor pędu i tensor napięć-energii (energii-pędu).
Qion, 26 czerwca 2016, 22:49
W takim razie co dzieje się z pędem wózka wyposażonego w zderzak Łągiewki po uderzeniu w przeszkodę. Może Jacenty to wyjaśni, jeśli już minusuje? Zderzakiem Łągiewki zainteresowała się przecież Europejska Agencja Kosmiczna.
Pojęcia, o których piszesz nie mają większego związku ze zderzakiem Łągiewki. Nie negowałem zasady zachowania momentu pędu.
pogo, 26 czerwca 2016, 23:40
No więc bezczelnie stwierdzę, że ów genialny zderzak kompletnie nic innego nie robi jak tylko zmienia siłę pędu w moment pędu... czyli wciąż pęd zostaje pędem...
Nic, absolutnie nic innego się tam nie dzieje z pędem! Jedyne nieco poważniejsze konwersje zachodzą w przemianach energii... ale też nie wiem na ile istotne jest wydzielanie ciepła przy tarciu, bo to chyba jedyne "niszczenie" energii w całym tym układzie.
Łągiewka nie udowodnił absolutnie żadnych nadzwyczajnych rzeczy. Jedynie pokazał eksperymentalnie, że niektóre podstawowe zasady mechaniki Newtona da się zastosować w taki a nie inny sposób. A naukowcy uznali, że to bez sensu, więc nawet nie policzyli, czy takie coś ma sens. Jak widać miało. Łągiewka obalił kolejne podejście naukowców porównywalne z tym, że cięższe przedmioty spadają szybciej, ale tak na prawdę kompletnie nic a nic nowego w fizyce realnej nie pokazał.
thikim, 27 czerwca 2016, 07:26
Też tak uważam.
Kula spada szybciej niż piórko
Jajcenty, 27 czerwca 2016, 08:38
Jajcenty minusuje za przedstawianie nieprawdziwych prawd objawionych. To co robisz uważam za szkodliwe. Potem, takie kategoryczne stwierdzenie przeczyta np. Grey55 i potrzeba 12 stron tłumaczenia, żeby to wyprostować.
edit: Czas na urlop. Zaczynam gadać w trzeciej osobie. Jak dojdę do "My, Jajcenty" będzie dla świata za późno [evil laugh]
Gość Astro, 27 czerwca 2016, 09:09
To chyba powinieneś. Nie kręciło się, a się kręci? Skąd wziął się ten moment pędu?
Podpowiem, że zasada zachowania momentu pędu w postaci jaką pewnie rozumiesz dotyczy układu izolowanego, na który nie działa zewnętrzny moment siły.
Podobnie wózek, który pomykał i przywalił nie jest układem izolowanym.