El motor EmDrive es el centro de un enconado debate cient√≠fico desde hace m√°s de 15 a√Īos. Hasta ahora, ninguna de las pruebas de este revolucionario propulsor espacial que no necesita combustible ha sido concluyente, pero hay una nueva teor√≠a sobre el tablero que podr√≠a explicar su funcionamiento.

El motor EmDrive o propulsor de cavidad resonante RF es el invento de un ingeniero aeroespacial llamado Roger Shawyer, que lo propuso por primera vez en el a√Īo 2000. En esencia, consiste en un dispositivo que convierte energ√≠a el√©ctrica en propulsi√≥n al hacer rebotar microondas en un espacio cerrado con forma de cono truncado

La paradoja hecha motor

El problema est√° en que el propulsor no utiliza ning√ļn tipo de combustible ni tiene partes m√≥viles. En ese sentido ser√≠a sencillamente perfecto para la exploraci√≥n espacial si no fuera porque su funcionamiento contradice las leyes de la f√≠sica, concretamente la ley de conservaci√≥n del momento lineal.

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Ni siquiera el propio Shawyer ha sido capaz de explicar los principios f√≠sicos de su motor. Sucesivos experimentos realizados a lo largo y ancho del planeta tratando de probar el EmDrive han llegado a la misma conclusi√≥n: Hay algo que produce un peque√Īo empuje, solo que no saben qu√© es.

El motor que dise√Ī√≥ Shawyer

En 2012, un grupo de investigadores chinos aseguraron haber detectado este empuje, pero no est√° claro si es producto de que el propulsor funciona como Shawyer dice o simplemente es una consecuencia del calentamiento del aire alrededor del cono. El a√Īo pasado, el Laboratorio de Conceptos Avanzados de la NASA realiz√≥ un experimento en el que usaron una copia del EmDrive, y aseguran que ‚Äúfuncion√≥‚ÄĚ en vac√≠o. Poco despu√©s matizaron que los experimentos no pueden considerarse una prueba de su viabilidad ni mucho menos.

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Ninguno de los experimentos ha podido aportar pruebas concluyentes, y todos los impulsos detectados pueden explicarse por defectos en el procedimiento, o malinterpretaciones de efectos casuales que enga√Īan las mediciones.

Una cámara de vacío de la NASA donde se prueban dispositivos como el EmDrive.

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La radiación de Unruh y la inercia

Llegamos a 2016 y seguimos sin encontrar una teor√≠a que explique c√≥mo es posible que el EmDrive genere empuje (si es que realmente lo genera y no es un error en las mediciones) violando alegremente la ley de conservaci√≥n del movimiento. El √ļltimo investigador que ha desarrollado una teor√≠a que podr√≠a explicar esta paradoja se llama Mike McCulloch y es f√≠sico en la Universidad de Plymouth. Seg√ļn McCulloch, el propulsor de cavidad resonante RF podr√≠a explicarse relacionando la inercia en vac√≠o con un fen√≥meno f√≠sico hipot√©tico llamado efecto Unruh. El efecto Unruh asegura que un objeto acelerado en el vac√≠o deber√≠a experimentar un ba√Īo t√©rmico de part√≠culas que incrementa la temperatura.

Comencemos por la inercia. La inercia es una propiedad de la materia que hace que los objetos tiendan a permanecer en un estado de reposo relativo o movimiento relativo. En otras palabras, es la resistencia que opone la materia a modificar su estado de movimiento, bien sea introduciendo cambios en su velocidad o su dirección.

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Lo interesante de la inercia es que la ciencia tampoco ha encontrado una explicación completa a su existencia. Todo lo que hay son interpretaciones. Las más conservadoras consideran la inercia como una manifestación de la masa, pero hay otras hipótesis que atribuyen la inercia a otras fuerzas. Mike McCulloch asegura haber encontrado indicios de que la inercia no es otra cosa que la presión ejercida por la radiación de cuerpo negro o radiación de Unruh.

Carambola triple de hipótesis

El efecto Unruh es una predicci√≥n de la f√≠sica, pero nunca se ha podido demostrar. Eso ya da una idea de lo fino que es el hielo sobre el que camina la hip√≥tesis de McCulloch. Seg√ļn este investigador, el motor emDrive es precisamente la demostraci√≥n de que la radiaci√≥n de Unruh existe.

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El efecto Unruh es imposible de probar con aceleraciones de objetos normales en la Tierra, pero la cosa cambia con aceleraciones muy peque√Īas, porque implican frecuencias mayores de la radiaci√≥n de Unruh. McCulloch explica que si los fotones tienen alg√ļn tipo de masa inercial, podr√≠an estar experimentando inercia al moverse y rebotar dentro del cono truncado. Para poder conservar el movimiento, los fotones deben ejercer diferente radiaci√≥n de Unruh en la parte delantera del cono que en la trasera, generando el impulso registrado en diferentes experimentos.

Boceto de una variante del EmDrive que utiliza láseres en lugar de microondas. Vía Monomorphic en Reddit

En definitiva, supone asumir que en el interior del EmDrive los fotones puedan tener cierta masa y que la luz se mueva a diferentes velocidades. Son dos ideas difíciles de tragar para cualquier físico.

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McCulloch asegura haber hecho cálculos de este impulso que coinciden con el registrado en los experimentos con el EmDrive. Es más, asegura que hay dos formas de probar si su teoría es correcta. Si lo es, introducir un sistema dieléctrico en el interior del cono debería aumentar el impulso. Asimismo, modificar las dimensiones del cono o la frecuencia de los fotones debería servir para invertir el impulso.

La hip√≥tesis de este investigador, en definitiva, no solo servir√≠a para probar el efecto Unruh, sino que reconciliar√≠a el funcionamiento del EmDrive con los principios de la f√≠sica, y de paso explicar√≠a los extra√Īos cambios de movimiento que se registran en las sondas espaciales cuando pasan por la Tierra para obtener impulso hacia otros planetas. Es una triple carambola demasiado bonita para ser cierta. Mientras la hip√≥tesis de McCulloch se somete a an√°lisis por parte de la comunidad cient√≠fica tan solo podemos cruzar los dedos para que sea cierta. [Testing quantised inertia on the emdrive v√≠a MIT Technology Review]


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