211service.com
En plan for en kvantefremdrivningsmaskine
Kvantevakuumet har fascineret fysikere lige siden Hendrik Casimir og Dirk Polder i 1948 foreslog, at det ville udøve en kraft på et par snævert adskilte ledende plader. Deres idé blev til sidst bekræftet, da styrken blev målt i 1997. Det er dog stadig ikke klart, hvordan man udnytter denne kraft.
I de senere år er der opstået en ny måde at tænke kvantevakuum på, som har langt mere potentiale. Og i dag beskriver en fysiker, hvordan det kunne bruges til at skabe fremdrift.
Før vi diskuterer det, lad os spore lidt tilbage. Ifølge kvantemekanikken vil ethvert vakuum blive fyldt med elektromagnetiske bølger, der springer ind og ud af eksistensen. Det viser sig, at disse bølger kan have forskellige målbare effekter, såsom Casimir-Polder-kraften.
Den nye tilgang fokuserer på momentum forbundet med disse elektromagnetiske felter snarere end den kraft, de udøver. Spørgsmålet er, om det er muligt at ændre dette momentum, for hvis du kan, bør du modtage et lige og modsat spark. Det er, hvad raketforskere kalder fremdrift.
I dag foreslår Alex Feigel ved Soreq Nuclear Research Center, et regeringslaboratorium i Yavne Israel, en helt ny måde at ændre momentum af kvantevakuumet, og hvordan dette kan udnyttes til at generere fremdrift.
Feigels tilgang kombinerer to veletablerede ideer. Den første er Lorentz-kraften, der opleves af en ladet partikel i elektriske og magnetiske felter, der krydses. Den anden er den magnetoelektriske effekt - fænomenet, hvor et eksternt magnetfelt inducerer et polariseret indre elektrisk felt i visse materialer og omvendt.
Spørgsmålet, som Feigel stiller, er, under hvilke omstændigheder de elektromagnetiske felter i et kvantevakuum kan udøve en Lorentz-kraft. Svaret er, at kvantevakuumet konstant interagerer med magnetoelektriske materialer, der genererer Lorentz-kræfter. Det meste af tiden summerer disse kræfter sig dog til nul.
Feigel siger dog, at der er fire tilfælde, hvor kræfterne ikke summer til nul. To af disse er allerede kendt, for eksempel at begrænse kvantefeltet mellem to plader, hvilket udelukker længere bølgelængdebølger.
Men Feigel siger, at de to andre tilbyder helt nye måder at udnytte kvantevakuumet ved hjælp af magnetoelektriske nanopartikler til at interagere med de elektromagnetiske felter, det indeholder.
Den første metode er hurtigt at aggregere et antal magnetoelektriske nanopartikler, en proces, der påvirker grænsebetingelserne for højfrekvente elektromagnetiske bølger og genererer en kraft.
Den anden er simpelthen at rotere en gruppe af magnetoelektriske nanopartikler, som også genererer en Lorentz-kraft.
Uanset hvad er resultatet en ændring i hastigheden. Som Feigel udtrykker det: mekanisk påvirkning af kvantevakuum på magneto-elektriske objekter kan være observerbar og have en betydelig værdi.
Det smukke ved Feigels idé er, at det nemt kan testes. Han foreslår at bygge et adresserbart array af magnetoelektriske nanopartikler, måske lavet af et materiale som FeGaO3, som har en magnetoelektrisk konstant på 10^-4 i et svagt magnetfelt.
Disse nanopartikler skal simpelthen roteres på den nødvendige måde for at generere en kraft. Feigel kalder det et magnetoelektrisk kvantehjul.
Selvfølgelig er der ingen, der får en gratis frokost her. Selvom den foreslåede motor vil forbruge energi til manipulation af partiklerne, vil fremdriften ske uden noget tab af masse, siger Feigel. Han antyder endda, med en mesterlig underdrivelse, at dette kan have praktiske konsekvenser.
Så her er en højrisiko-idé med en enorm potentiel gevinst. Spørgsmålet er: hvem har boldene til at prøve det?
Ref: arxiv.org/abs/0912.1031 : Et magnetisk-elektrisk kvantehjul