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最近通过NASA审核的那个“不可能的无工... | 问答 | 果壳网 科技有意思



有一种不需要工质的量子引擎,看起来从原理上还讲得过去的,是quantum vacuum plasma thruster

现在在一些探测器上使用的离子引擎,也就是使用电磁场讲带电离子加速,从引擎尾部喷出,从而产生推力。一个比较简单的例子是:



气体进入到腔内,被电离,然后被尾部的电场加速,从而喷出,达到推进的效果。

现在的这类引擎上,这些离子的来源是飞行器携带的氙气(或者氪气),这些气体进入腔体被电离,从而产生带电离子。

Q-thruster 不同的地方在于,我们不需要携带工质。真空中因为有真空涨落,从而存在正反粒子对,这样我们只需要将这些正反粒子对取出来,然后像上面的离子引擎一样,用电场加速,喷出,就可以提供推力了。

--------

真空涨落这个是有的,但是把这些正反粒子对取出来为我们所用,面临几个问题:

在平直时空中,我们知道量子力学里面除了位置动量的不确定关系,还有一个时间~能量涨落的不确定关系,就是在一定的时间内,能量的涨落不能超过一个特定的值。而量子场论里面,我们知道能量可以对应于产生的粒子的质量,也就是说,在一定的时间内产生的总的质量有限。就对应于产生的推力有限。

另外,我们要在非常短的时间内把这些粒子分离。


总之这是一种尚未被确认的方法。对于新闻的准确性,请有能力的人来确认一下。


<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< EDIT <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

大家似乎对这个引擎的细节有讨论,千万不要通过新闻稿来下结论。我把测试的论文找出来了:
http://pan.baidu.com/s/1o6nyx2i

不过遗憾的是,他们并没有给出具体的原理,只是给出了测试这样一个引擎的具体的 方法和有限元模拟。通过有限元模拟的部分,推断这并不是 Q-thruster/

Quantum vacuum plasma thruster,而是简单的光压引擎。如此一来,也不是那么神奇了。


从这个测试文来看,这个引擎所做的就是利用光子的动量改变来产生冲量,从而产生推力。具体的结构,测试结果和有限元模拟结果看 @kiov 的答案。


另外,关于西北工业大学 Yang Juan 他/她们的工作,那个实在太离谱。他们设计的引擎的



显然顶部受力面积要大,很难想象这样的机构会产生推力。除非侧壁吸收光子,产生动量差。或者开口将光子释放出去。
12 1
NASA 实验报告 Abstract:http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20140006052.pdf
NASA论文全文 (Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum):http://arc.aiaa.org/doi/pdfplus/10.2514/6.2014-4029 (图片可点击看大图)
http://pan.baidu.com/s/1bnB107d (云盘下载)

我从NASA论文中截取了3段放上来给大家参考:

(总的来说前景不错。并没有找到@星际移民中心 所提到的不是Q-thruster 而是光压引擎的部分,反倒是看到了很多肯定RF Thruster与Q-thruster的联系。论文在Intro中提到了中国的研究团队&美国的研究团队(Eagleworks)。目前这篇论文团队的目标是与其他实验室联合进行更多的独立测试。)




粗略翻译(只取重要部分:最后一句):对1/4波谐振腔管的研究表明总有一个总坡印亭矢量(能流密度矢量)。

因为无论是开槽还是光滑的测试对象都由介电质圆筒组成,说明用

介电质圆筒组装的RF launcher (发射器?)是一个潜在的Q-thruster,药丸盒(就是那个饼状结构)只是一 matching network (匹配框架?)。





非常重要的一点:基于理论推倒与实验数据,估计推力可到0.4N每千瓦,是现有Hall thruster(最好的一种)的7倍。




总结:我们下一代的RF Thruster,推力会到0.1N每千瓦(就是西工大当时测试出来的水平。看 Figure 26 连长的都和西工大当时的thruster一样)。我们短期目标是进行更多第三方实验进行验证。



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