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Versión completa: Nueva teoría arroja luz sobre el motor "imposible", EmDrive
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Cita:Hace 10 años, un ingeniero aeroespacial poco conocido llamado Roger Schawyer hizo una afirmación extraordinaria. Coges un cono truncado, comenta Shawyer, haces rebotar microondas dentro de él y el resultado será una energia de empuje en la parte final del cono. Voila, un propulsor revolucionario capaz de enviar naves espaciales a otros planetas y más allá. Shawyer lo llamó EmDrive.

El anuncio de Shwayer fue muy controvertido. El sistema convierte un tipo de energia en energia cinética, y hay muchos otros sistemas que hacen algo similar. Atendiendonos a esto, no parece nada especial.

El problema estaba en la energia. La energia total del sistema se incrementa a medida que empieza a moverse. ¿Pero de donde viene esa energia? Shawyer no tenía una explicación convincente, y los críticos decían que era una violación de la ley de conservación de la energia.

Shawyer contraatacó con resultados experimentales, mostrando que el dispositivo funcionaba como el predijo. Pero sus críticos no se mostraron impresionados. El EmDrive, decían ellos, era el equivalente a generar un empuje estando dentro de una caja y presionando por los lados. En otras palabras, un fraude.

Desde entonces, algo interesante ocurrió. Varios equipos de todo el mundo empezaron a crear sus propias versiones del EmDrive. Y para sorpresa de todos, comenzaron a reproducir los resultados de Shawyer. El EmDrive realmente produce una propulsión.

[Imagen: emdrive.thrusterx1140.jpg?sw=590&cx=0&cy...140&ch=723]

En 2012, un equipo Chino dijo que habían medido el efecto de propulsión con su propia versión del EmDrive. En 2014, un científico Americano creó un EmDrive y persuadió a la NASA de comprobarlo, con resultados positivos.

Y el año pasado, La NASA llevó a cabo sus propios tests en vacio para descargar que el movimiento del aire fuese el origen de la fuerza que movía el EmDrive. La NASA, confirmó también que el EmDrive producía un empuje. En total, 6 experimentos independientes habían apoyado la teoría original de Shawyer.

Eso nos dejo con un puzzle mayor, ¿como explicar la violación de la ley de conservación de energia?

Hoy, conseguimos una respuesta gracias al trabajo de Mike McCulloch de la Universidad Plymouth el Reino Unido. La explicación de McCulloch se basa en una nueva teoría de la inercia que hace predicciones sobre la manera en la que los objetos se mueven bajo aceleraciones muy pequeñas.

Primero, vamos a repasar un poco el concepto. La inercia es la resistencia de todos los objetos a cambios de movimiento o aceleraciones. En física moderna, la inercia es tratada como una propiedad fundamental de objetos adheridos a una aceleración. Por supuesto, la masa puede ser considerada como una medida de la inercia. Pero como existe la inercia en sí ha traído de cabeza a los científicos durante cientos de años.

La idea de McCulloch es que la inercia nace de un efecto predicho por la relatividad general llamado radiación Unruh. Este es la noción de que un objeto acelerando experimenta la radiación de un cuerpo negro. En otras palabras, el universo se calienta cuando aceleras.

De acuerdo a McCulloch, la inercia es simplemente la presión que ejerce la radiación Unruh en un cuerpo acelerado.

Eso es dificil de probar a las aceleraciones que normalmente observamos en la Tierra. Pero las cosas se ponen interesantes cuando las aceleraciones llevadas a cabo son pequeñas y la longitud de onda de la radiación de Unruh se vuelve mayor.

En pequeñas aceleraciones, las longitudes de onda se vuelven tan grandes que ya no pueden tener cabida en el universo observable que conocemos. Cuando esto ocurre, la inercia sólo puede abarcar unos ciertos valores de esa longitud de onda y salta de un valor a otro. En otras palabras, la inercia debe cuantificarse a pequeñas aceleraciones.

McCulloch dice que hay observaciones evidentes de estas anomalías. Estraños saltos en momento observados en el espacio pasando la Tierra hacia otros planetas. Eso es exactamente lo que esta teoría predice.

Probar este efecto más adecuadamente en la Tierra es dificil porque las aceleraciones de las que hablamos son muy pequeñas. Pero una manera de hacerlo más fácil sería reduciendo el tamaño de las longitudes de onda permitidas de la radiación Unruh. "Esto es lo que el EmDrive puede estar haciendo." dice McCulloch.

La idea es que si los fotones tienen una masa inerte, deben experimentar inercia cuando se reflejan. Pero la radiación en este caso es pequeña. Tan pequeña que de hecho, puede interactuar con su entorno más inmediato. En el caso del EmDrive, esto es el cono truncado.

El cono deja pasar la radiación Unruh de un determinado tamaño por un lado, pero sólo permite una pequeña longitud de onda en el otro extremo. Así que la inercia de los fotones dentro de la cavidad debe cambiar mientras van de un lado a otro. Y para conservar el movimiento, tienen que generar un impulso.

McCulloch pone a prueba esta teoría usandolo para predecir las fuerzas que debe generar. Los cálculos precisos son complejos a causa de la naturaleza en tres dimensiones del problema, pero sus resultados aproximados coinciden en el orden de magnitud de impulso que todos los experimentos han reproducido.

La teoría de McCulloch arroja dos predicciones fáciles de probar. La primera es que poniendo un dieléctrico dentro de la cavidad debería mejorar la efectividad del motor.

La segunda es que cambiando las dimensiones de la cavidad, puedes cambiar la dirección del impulso. Eso ocurriría cuando la radiación de Unruh coincide mejor con el tamaño de uno de los extremos del cono. Cambiando la frecuencia de los fotones en el interior de la cavidad podría tener resultados similares.

McCulloch dice que hay evidencia de que esto realmente ocurre así. "El cambio en el impulso podría haber sido visto recientemente por experimentos de la NASA," dice.

Es una idea interesante. El EmDrive de Shawyer tiene el potencial de revolucionar los viajes espaciles ya que no requiere combustible, uno de los factores que limitan los sistemas propulsores de hoy día. Pero en ausencia de explicaciones convincentes de como funciona realmente, los científicos e ingenieros se mantienen cautos.

La teoría de McCulloch podría ayudar a esclarecer eso. Asume dos cosas. La primera, que los fotones tienen masa inerte. La segunda, que la velocidad de la luz debe cambiar dentro de la cavidad. No será algo dificil de tragar para muchos teoricos.

https://www.technologyreview.com/s/60129...-thruster/
[Imagen: mind-blown.gif]
El articulo es interesante cuanto menos sí.

Y la verdad que recuerdo haber leído algo sobre el motor este en su momento.