Секрет реальной тяги Em Drive может заключаться в давно отвергнутой теории пилотной волны.
Это закон. Третий Ньютон, а именно: «На каждое действие есть равное и противоположное противодействие». Это основа существующих космических двигательных установок: когда топливо смешивается с кислородом, молекулы выхлопных газов выбрасываются из задней части ракеты, скорость их ускорения соответствует движению ракеты вперед или тяге. Так как же мог, казалось бы, невозможный Em Drive Роджера Шойера на самом деле создавать тягу без топлива, что является явным нарушением закона Ньютона? И все же это так. Ответ на эту загадку, как предполагает новая статья, опубликованная в Journal of Applied Physical Science International, может лежать в относительно неясной и противоречивой интерпретации квантовой физики: теории пилотной волны.
Тестовая установка НАСА (NASASPACEFLIGHT)
Теория волны-пилота противоречит одному из наиболее глубоко укоренившихся предположений квантовых физиков, но она могла бы объяснить Эм-драйв и, возможно, даже позволить инженерам увеличить его мощность. Не говоря уже о том, чтобы полностью изменить представление о квантовой механике, если двигатель окажется убедительным доказательством справедливости теории пилотной волны.
Проблема заключается в понятии вероятностной вселенной, в которой частицы разыгрывают все возможные состояния одновременно в суперпозиции, достигая фиксированного состояния только в момент наблюдения. Каким бы странным это ни казалось, математика работает - квантовый физик Сет Ллойд из Массачусетского технологического института говорит: «Квантовая механика просто нелогична, и нам просто нужно смириться с ней». Эта так называемая «копенгагенская интерпретация» широко распространена среди физиков, хотя, надо сказать, не повсеместно. Эйнштейн классно критиковал эту идею, говоря: «Бог не играет в кости со вселенной», а его биограф Абрахам Паис однажды сказал: «Я помню, как во время одной прогулки Эйнштейн внезапно остановился, повернулся ко мне и спросил, действительно ли я верю, что луна существует только тогда, когда я смотрю на нее.”
Сольвеевская конференция, 1927 г.
Теория волны-пилота, также известная как теория Бройля-Бома и механика Бома, была впервые предложена Луи де Бройлем в 1927 году на знаменательной Сольвеевской конференции, собрании физиков, включая Альберта Эйнштейна, Вернера Гейзенберг, Нильс Бор и Эрвин Шредингер. Он отвергает вероятностные частицы. В теории пилотной волны частицы имеют определенное местоположение, даже если их не наблюдают. Теория утверждает, что их положением и направлением управляет или «пилитирует» постоянно меняющаяся квантовая волновая функция, на которую постоянно влияют другие частицы и волны. Теория утверждает, что частицы перемещаются в области с более высокой интенсивностью или большей плотностью энергии в волне. Воздействие волны на частицу в любой момент времени зависит от текущего состояния волны, и трудно точно предсказать это состояние с учетом всех возможных влияющих факторов. Следовательно, волна подчиняется уравнению Шредингера в том смысле, что ее текущее состояние можно обнаружить только при наблюдении. (Шредингер счел копенгагенскую точку зрения смехотворной и в качестве доказательства привел свой знаменитый мысленный эксперимент с сумасшедшим котом.)
Теория волн-пилотов имеет более интуитивный смысл и объясняет странное квантовое поведение так же, как копенгагенская точка зрения. Например, в теории пилотной волны «призрачное действие на расстоянии» объясняется тем, что одна огромная, сложная и протяженная волна воздействует на две несмежные частицы одновременно. Исследование поведения жидкости, проведенное командой из Парижа, дало результаты, поразительно согласующиеся с поведением волны или частицы, наблюдаемым в классических копенгагенских экспериментах с одной и двумя щелями.
Исторически неясно, какие именно аргументы на Сольвеевской конференции привели к более широкому принятию копенгагенской точки зрения, но серия ныне дискредитированных экспериментов математика Джона фон Неймана в 1932 году фактически убила поддержку теории. Так было до тех пор, пока она не была возрождена в 1952 году Дэвидом Бомом при поддержке Эйнштейна. Джон Стюарт Белл, дискредитировавший работу фон Неймана и автор теоремы Белла, писал о теории пилотной волны в 1986 году: Таким образом, для меня остается большой загадкой, что его так часто игнорировали».
Так как же теория пилотной волны объясняет таинственную работу Em Drive? Вот что написано на emdrive.com: «Тяга создается за счет усиления радиационного давления электромагнитной волны, распространяющейся через резонансный волновод». В новой работе португальских исследователей Хосе Крока и Паулу Кастро из Центра философии наук Лиссабонского университета более подробно рассматривается эта электромагнитная волна. Исследователи описывают, как они смоделировали волны, создаваемые асимметричным конусом Em Drive, или фюструмом. Они обнаружили, что волна, как и фуструм, будет асимметричной, с некоторыми областями, демонстрирующими более высокую магнитную плотность, к которой будет притягиваться Em Drive и, таким образом, двигаться. Команда говорит, что это освобождает электромагнитный двигатель от нарушения закона Ньютона, сообщая ScienceAlert: «Мы обнаружили, что, применяя теорию пилотной волны к усеченной пирамиде электромагнитного двигателя НАСА, мы можем объяснить его тягу без какого-либо внешнего воздействия, применяемого к системе, как Ньютона. требует третий закон». На самом деле, НАСА также задалось вопросом, может ли теория пилотной волны работать, когда оно проверило тягу, создаваемую Em Drive в 2016 году.
«Вспомогательная физическая модель, используемая для получения силы на основе рабочих условий в тестовой статье, может быть отнесена к категории нелокальной теории скрытых переменных или, для краткости, теории пилотной волны».
Хотя до сих пор поведение пилотной волны Em Drive наблюдалось только в моделях парижской команды, они сообщили ScienceAlert, что «мы также разработали эксперимент для обнаружения и модуляции субквантовых волн».
У исследователей также может быть идея, как увеличить до сих пор крошечную величину тяги, создаваемую Em Drives: изменив форму его конуса и, следовательно, результирующее электромагнитное поле, отметив: «Мы видно, что эффект можно усилить, используя другую форму усеченного конуса. На самом деле ожидается, что экспоненциальная форма трубы увеличит тягу».