¿Qué piensan los físicos sobre los propulsores de microondas? La Ciencia y la Tecnología mejoran el futuro

Revolucionario.

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“De vez en cuando se publica un artículo aquí sobre el estado de estos dispositivos. Estos a menudo terminan siendo discusiones bastante acaloradas entre grupos de personas (en todos los lados) que trabajan con información parcial, confunden las especulaciones con lo que sabemos, y que malinterpretan lo que los científicos realmente están mirando.
Entonces, debido a que este seguirá siendo un tema candente, y debido a que Eagleworks llevará a cabo más experimentos en vacíos pronto, quería recopilar la información que realmente se ha revelado, no lo que se ha especulado en artículos sensacionalistas, cámaras de eco y comentarios secciones.
Permítanme ser claro, aunque describí los artículos de noticias como sensacionalistas, los hechos como los conocemos actualmente TAMBIÉN son bastante sensacionales.

EmDrive vs Cannae Drive

El EmDrive y el Cannae Drive son dos cosas diferentes. Fueron inventados independientemente por dos personas. El EmDrive fue inventado por Roger J. Shawyer, un ingeniero aeroespacial británico que tiene experiencia en trabajo de defensa y experiencia como consultor en el proyecto Galileo (una versión europea del sistema GPS).
El Cannae Drive fue inventado por Guido P. Fetta y anteriormente se conocía como Q-Drive.
Se afirma que ambos usan una cavidad con forma especial, con aberturas restringidas, cavidad en forma de cono en metal, cerrada en ambos extremos, y operan usando alguna forma de radiación electromagnética en el espectro de microondas para generar una fuerza direccional. Se dice que el EmDrive recibe su fuerza de la forma de la cavidad, mientras que el accionamiento Cannae recibe su fuerza de la forma de la cavidad y de las “ranuras” especialmente formadas en el interior de la cavidad.
El EmDrive ha sido probado en un laboratorio dos veces de forma independiente (una vez por un equipo de la Universidad Politécnica del Noroeste de China (NWPU) en Xi’an, y otra vez por Eagleworks en el Centro Espacial Johnson), bajo diferentes condiciones y configuraciones, mientras que el Cannae Drive solo ha sido probado de forma independiente una vez por Eagleworks.
Aunque se inventaron de forma independiente y tienen una forma diferente, y los inventores afirman que los diferentes efectos son la causa de la fuerza resultante, debido a sus similitudes en concepto y modo de operación, así como al método particular de interactuar con las microondas, es Es probable que si trabajan funcionen con el mismo principio, independientemente de lo que afirmen los inventores.

Las afirmaciones de los inventores

Ambos inventores afirman que sus dispositivos en realidad no violan ninguna física y, en cambio, aprovechan aspectos muy particulares pero especulativos de la física existente. Es importante tener en cuenta que mientras se prueban ambas teorías, Eagleworks está probando si los dispositivos funcionan o no como algo SEPARADO de por qué funcionan.
Shawyer afirma que el EmDrive solo funciona con presión de radiación. La luz es a la vez onda y partícula. Aunque no tiene masa, sí tiene impulso, y el hecho de que la luz ejerce una fuerza muy pequeña sobre los objetos con los que interactúa está bien documentado.
Shawyer afirma que la presión ejercida por la luz es el resultado de la velocidad del grupo de la onda, no la velocidad singular del fotón que interactúa. Luego usa esto para sostener que la presión de radiación es en realidad una fuerza de Lorentz. Como los científicos lo entienden ahora, el impulso de un fotón está relacionado con la velocidad de fase, mientras que la velocidad de grupo mide la propagación de información.
Fetta sostiene que Cannae Drive crea un sesgo en el vacío cuántico y empuja contra él. Básicamente, los físicos piensan que a escalas muy, muy pequeñas, mucho más pequeñas que los átomos o incluso los protones, burbujas espaciales con fluctuaciones cuánticas. Este burbujeo se representa en las matemáticas como una especie de partículas imaginarias que se generan en parejas, y luego, muy, muy rápidamente, las parejas se unen y se destruyen entre sí. Fetta sostiene que Cannae Drive crea un sesgo en el que algunas de estas partículas nunca vuelven a unirse, y luego “empuja” contra ellas.

Pruebas de Cannas hasta ahora

Las únicas pruebas independientes (no realizadas por el inventor, la compañía del inventor o los laboratorios contratados por el inventor) del Cannae Drive que puedo verificar han sido realizadas por Eagleworks en el Centro Espacial Johnson.
Realizaron tres pruebas:

El dispositivo como el inventor lo diseñó.
El dispositivo como el inventor lo diseñó sin la ranura que el inventor afirmó que era crítico. (Llamado la “prueba nula”).
Una prueba de control que utilizó la misma energía, pero sin la cavidad presente en el diseño.

Los resultados de estas pruebas fueron los siguientes:

Aproximadamente 25 micronewtons de empuje a 50 vatios.
Los mismos resultados que en la prueba n. ° 1, que muestran que, al menos, el posicionamiento no proporcionó ningún beneficio o detrimento del efecto que estaba ocurriendo.
No hay empuje medible.

Para cada una de estas pruebas, utilizan un péndulo de torsión que puede medir el empuje hasta aproximadamente 10 micronewtons más o menos. También realizaron la prueba varias veces. Además, realizaron la prueba en dos direcciones, asegurándose de que el empuje direccional cambiara con la dirección del dispositivo (para intentar eliminar la posibilidad de ruido o error de instrumentación). El Cannae Drive pasó estas pruebas, y la prueba de control mostró que era poco probable (aunque no imposible) ser un efecto de calentamiento o corriente de aire.
Sin embargo, la confusión sobre el nombramiento de la “prueba nula” llevó a muchas personas a pensar que la NASA informó el mismo impulso en la prueba de control. Este no era el caso. El hecho de que la prueba nula mostró solo que las ideas del inventor de por qué se estaba midiendo el empuje eran incompletas o incorrectas, pero es cierto que se midió el empuje. Eso todavía no elimina otros factores en la medición o la configuración de la prueba que podrían haber explicado el empuje medido, aunque la prueba de control hace que la lista sea más pequeña.
La “prueba nula” también se realizó solo en Cannae Drive, y no tiene relación con las pruebas EmDrive, ya que EmDrive no tiene tales características que podrían haberse probado de esta manera, lo que ha sido otro punto de confusión entre muchas personas.

Pruebas EmDrive

Se han realizado las siguientes pruebas independientes para el EmDrive.

Una prueba a 2500 W de potencia durante la cual un equipo chino midió un empuje de 750 milinewtons en la Universidad Politécnica del Noroeste de China.
Una prueba a 50 W de potencia durante la cual Eagleworks midió un empuje de 50 micronewtons en el Centro Espacial Johnson a ~ 760 Torr de presión. (Verano 2014)
Una prueba a 50 W de potencia durante la cual Eagleworks midió un empuje de 50 micronewtons en el Centro Espacial Johnson a ~ 5.0 × 10−6 torr o presión. (Principios de 2015)
Una prueba a 50 W de potencia durante la cual se usó un interferómetro (un dispositivo Michelson modificado) para medir el estiramiento y la compresión del espacio-tiempo dentro del dispositivo, lo que produjo resultados iniciales que fueron consistentes con una fluctuación de la unidad Alcubierre.

Todas estas pruebas se realizaron con un dispositivo de control que no produjo empuje.

ACTUALIZADO

NOTA: se encontró una mejor fuente para los resultados chinos, y he cambiado esta sección para reflejar eso.
La prueba n. ° 1 se realizó bajo la dirección del investigador principal Juan Yang. Ella probó el dispositivo a varios niveles de potencia y frecuencias utilizando el mismo equipo utilizado para probar unidades de iones. El resultado dado anteriormente fue el mayor resultado producido. Su equipo estimó que el error de medición total fue inferior al 12%. Fuente 1 | Fuente 2
Las pruebas número 2 y 3 se realizaron varias veces, cambiando la dirección del dispositivo y observando un cambio correspondiente en la dirección de la fuerza. Sin embargo, no fueron especialmente cuidadosos al controlar TODAS las variables, principalmente debido a la falta de fondos para el proyecto. Las pruebas positivas han dado como resultado que haya más fondos disponibles, aunque todavía es muy, muy poco y posiblemente no sea suficiente para explicar dónde ocurrió el error si la medición es un error de algún tipo.
La prueba # 4 fue realizada, esencialmente, por un capricho por el equipo de investigación, ya que estaban intercambiando ideas entre sí, y fue completamente inesperado. Dudan mucho de sacar conclusiones basadas en la prueba n. ° 4, aunque ciertamente lo encontraron interesante.
El equipo de Eagleworks ha podido dedicar muy poco hardware a este experimento, ya que casi no ha habido fondos dedicados para este experimento. La falta de financiación está relacionada con lo extravagantes que son los reclamos para quienes entienden muy bien la física, y la falta de una explicación adecuada de los inventores sobre las matemáticas detrás de los dispositivos.

Crítica

Se han dado muchas críticas a los experimentos. Algunos de ellos están garantizados, pero otros son confusión.
La idea de que el control produjo empuje es falsa y se ha perpetuado debido a que las personas interpretan el nombre “prueba nula” para que se corresponda con la prueba de control. Otros físicos también han atacado los resultados basados en la prueba nula, aunque han limitado las críticas principalmente a mostrar que las explicaciones proporcionadas por el inventor son incorrectas, para no invalidar los datos recopilados hasta ahora.
También ha habido muchas críticas por no realizar pruebas en el vacío (aunque desde entonces probaron el dispositivo a aproximadamente 5.0 × 10-6 torr de presión y lograron resultados idénticos), mientras que otros afirman que el equipo no tuvo en cuenta el campo magnético de la Tierra .
No puedo encontrar ninguna cuenta definitiva de que el equipo representara el campo magnético de la Tierra, pero a muchos les resulta difícil creer que pondrían tanto esfuerzo en estas pruebas sin tener en cuenta algo que es tan fácil de explicar.
Otros han criticado los dispositivos de medición, específicamente que se midió tan poca fuerza. Si bien el empuje medido fue más de 5 veces los límites de sensibilidad del péndulo de torsión, con fuerzas tan pequeñas es mucho más fácil que aparezca algún tipo de ruido u otro factor.
Relacionado, algunos han afirmado que las pruebas a tan pequeña potencia son inútiles. La razón principal por la que las pruebas se realizaron con tan poca potencia tiene que ver con el hardware que estaba disponible para probar, y Eagleworks planea realizar una prueba de mayor potencia en algún momento de este año.
Algunos se han preguntado por qué ninguna compañía como Boeing, Lockheed Martin o SpaceX han intentado investigar el dispositivo, pero independientemente de la probabilidad de que estas compañías encuentren los resultados hasta ahora, la razón más grande es casi seguro que los dispositivos están patentados por sus inventores. .
Sin embargo, la mayoría ha criticado las pruebas basadas en el hecho de que no hay explicación para tales resultados, y que aparentemente contradicen las leyes conocidas de la física. Sin comprender el mecanismo de tal dispositivo, las respuestas obvias parecen violar los principios que casi todos los otros experimentos en la historia han seguido. Para algunos, esto solo es suficiente para descartar los datos, independientemente de los controles utilizados y los resultados direccionales.

Que sigue

Tras los resultados positivos del año pasado y principios de este año, Eagleworks ha podido dedicar más y mejor hardware al experimento. Planean realizar el experimento con más controles a mayor potencia este año, y cuando puedan lograr resultados superiores a 100 micronewtons para cualquier dispositivo, planean replicar la prueba en el Centro de Investigación Glenn, el Laboratorio de Propulsión a Chorro y Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins.
Si el experimento para uno o ambos dispositivos se replica a mayor potencia, y nuevamente en los otros laboratorios, es probable que la comunidad de física trabaje muy duro para tratar de invalidar los experimentos ya que hay poca explicación para los resultados. Esto es bueno. Esto es ciencia No haces ciencia probando cosas correctas, haces ciencia refutando cosas incorrectas.
Sin embargo, si cualquiera de los dispositivos llega a esa etapa, es probable que alguien comience una prueba en el espacio muy rápidamente. Las aplicaciones para un dispositivo que funciona como estos parecen reemplazar básicamente cualquier forma de transporte y empuje inventado por los humanos hasta la fecha. Tal dispositivo se usaría fácilmente para hacer autos, aviones, bicicletas, botes, etc., todo más eficiente, limpio y barato.
Hay muchas razones para dudar de que alguna vez volaremos a Saturno con una de estas cosas, pero es igualmente importante hablar de ciencia en el contexto de lo que SABEMOS.
Sabemos que este experimento está produciendo resultados que contradicen cientos de años de otros datos, aunque esos datos se recopilaron en diferentes circunstancias con diferentes características.
SABEMOS que el empuje se está midiendo, y que está más allá del rango de “ruido”, y que es direccional según el dispositivo, pero no sabemos si la causa del empuje se está generando realmente, o algún otro factor que haga parece de esa manera.
SABEMOS que la explicación de Fetta para Cannae Drive no pasó la “prueba nula”, por lo que es extremadamente improbable que su explicación sea correcta. También SABEMOS que la explicación de Shawyer para el EmDrive involucra física que no se probará directamente con este dispositivo, por lo que incluso un resultado positivo no necesariamente reivindica su explicación.
Sabemos que es muy probable que los resultados sean espurios, y es por eso que estamos dedicando tan pocos recursos a las pruebas que el equipo ni siquiera tuvo condensadores con capacidad de vacío durante más de seis meses. Pero también SABEMOS que un resultado positivo, aunque poco probable, sería un descubrimiento que cambiará el mundo, por lo que la posible recompensa es excelente, mientras que los recursos extremadamente limitados que estamos comprometiendo con el proyecto nos dan poco riesgo.
Y finalmente, SABEMOS que los equipos involucrados en este momento son investigadores bien educados, bien entrenados y experimentados dedicados a descubrir lo que es verdad , no lo que la gente desea que sea verdad, por lo que deberíamos tener pocas razones para criticar personalmente a los investigadores por su participación en tal proyecto.
Todo lo que sabemos ha salido sin que se publique ningún resultado , porque todos los investigadores involucrados, en los Estados Unidos y en China, están comprometidos a hacer un trabajo completo antes de sacar conclusiones finales. Cuando echas un vistazo detrás de la cortina, la ciencia se ve increíblemente desordenada, pero el resultado es una mejor comprensión de nuestro Universo, y eso siempre vale la pena sin importar cómo se desarrollen estas pruebas “.

Lista de fuentes

Producción de empuje anómala a partir de un dispositivo de prueba de RF medido en un péndulo de torsión de empuje bajo
La investigación de propulsión espacial sin propulsión continúa
Página en emdrive.com
Emdrive – Teoría – Principio de funcionamiento
Página en emdrive.com
El análisis de rendimiento del empuje de microondas sin propulsor basado en la teoría cuántica
Resultados numéricos y experimentales para una nueva tecnología de propulsión que no requiere propulsor a bordo
Servidor de Informes Técnicos de la NASA (NTRS)
Los experimentos de la NASA Emdrive tienen mediciones de fuerza mientras el dispositivo está en un vacío difícil
SISTEMA DE PROPULSIÓN DE CAVIDAD RESONANTE
Impulso improbable parece funcionar al violar leyes conocidas de la física – NOVA Siguiente | PBS
Resultados experimentales
Página en arxiv.org
http://ntrs.nasa.gov/archive/nas…
Evaluación del futurista EM Drive de la NASA

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