Междузвездни войни 7: как да изградим истински светлинен меч
Идеята зад светлинния меч е проста гениална – със сигурност физиците трябва да са достатъчно умни, за да произведат такъв
Джанлука Сари , Queen's University в Белфаст
Както дори случайните фенове на Star Wars ще знаят, светлинните мечове са може би най-готиното оръжие, което някога се е появявало на големия екран. Битките със светлинни мечове са толкова елегантни, че са почти хипнотични и въпреки че не всички от нас може да имаме достатъчно силен поток от Сила, преминаващ през вените ни, светлинният меч в дясната ръка е най-смъртоносното оръжие, което може да се намери във вселената.
Идеята зад светлинния меч е проста гениална: лек и изключително мощен инструмент, който използва енергийно острие, за да разреже не само учениците на Тъмната страна с един удар, но и да действа като ефективен щит срещу лазерни взривове. Така че защо нямаме работещи светлинни мечове в реалния живот? Със сигурност физиците трябва да са достатъчно умни (и достатъчно големи фенове на Междузвездни войни), за да могат да произведат един от тези невероятни обекти.
Очевидният начин за изграждане на светлинен меч би бил използването на лазер, който може да се разглежда като особено ярък и насочен изблик на светлина. Но въпреки че лазерната технология непрекъснато върви към по-ефективни и практични машини, ние все още сме на мили от работещ светлинен меч. Нека видим защо.
[[{'type':'media','view_mode':'content_original','fid':'88179','attributes':{'class':'media-image'}}]]
Първото предизвикателство е да направите острието на вашия светлинен меч приемлив размер, да кажем около три фута. За да направите това, трябва да накарате лазерния лъч да спре в определен момент. Това няма да е лесно, тъй като светлината има доста силна естествена склонност към продължавай да пътуваш ако не срещне препятствия.
Едно решение може да бъде да поставите малко огледало на върха на острието. Но можете ли да си представите колко неудобно би било да се появите на бойното поле със светлинен меч, заобиколен от цяла носеща конструкция за малко огледало в края му? Освен че е наистина крехко, такова острие не би могло да нарани никого.
Вторият проблем е, че острието ще се нуждае от много мощност, за да може да нарязва материалите. Лазерите за заваряване, използвани в индустрията, могат да направят това, но обикновено изискват няколко киловата мощност . Захранването за тези лазери е огромно и със сигурност няма да се побере в малката дръжка на светлинен меч. Освен това ще ви е необходим значителен охлаждащ механизъм, ако не искате дръжката да стане нажежаема и да разтопи ръката ви.
Освен тези по-практични точки, невероятните ефекти от битките със светлинни мечове биха били неосъществими. Два лазерни светлинни меча никога не биха се сблъскали един срещу друг. Те просто биха преминали един през друг без ефект. Нещо повече, лазер фокусира светлината в една посока толкова рязко, че вие не мога да го видя освен ако не погледнете директно надолу по оста му. Това е причината лазерите, използвани в клубовете, да се нуждаят от дим или мъгла, за да бъдат видени. Частиците на дима действат като малки разсейватели, които разпръскват лазерната светлина и правят лъчите видими.
[[{'type':'media','view_mode':'content_original','fid':'88180','attributes':{'class':'media-image'}}]]
Но не всичко е загубено. Никой никога не е казал, че светлинният меч трябва да бъде базиран на лазерна технология. Вече съществува алтернатива под формата на плазма. Плазмата е ефективно газ, толкова горещ, че атомите й са разбити на техните по-фундаментални компоненти, а именно електрони и ядра. Те могат да бъдат генерирани чрез прилагане на мощни електрически разряди към газ (пример е мълния) и са в състояние да поддържат горещи температури до милиони градуса по Целзий.
Най-интересното е, че горещите плазми са склонни да излъчват различни цветове в зависимост от газа, от който са направени. Например, неоновата светлина не е нищо друго освен тръба, пълна с неонов газ в плазмено състояние. Зелените светлинни мечове на рицарите джедаи могат да бъдат направени от хлорна плазма, която излъчва предимно зелена светлина, докато червените светлинни мечове на злодеите на ситите могат да бъдат направени от хелий, който излъчва предимно в червено към виолетово област на спектъра.
Как може да работи плазменият светлинен меч на практика? Малко, но мощно захранване, скрито в дръжката, може да бъде прикрепено към дълга и малка нишка, която носи електрическия разряд и издухва малко газ около него. Когато го включите, нишката ще стане нажежаема и газът около нея ще се превърне в плазма, излъчвайки цвета си във всички посоки. Изпепеляващата топлина на плазмата моментално би разтопила всеки предмет, до който се докосне, режейки чисто като острие.
Все още може да имате проблем или два при направата на всичко компактно (къде ще съхранявате газта, за да се издухва непрекъснато от нажежаемата жичка?) и достатъчно здрав, за да устои на удар от друг светлинен меч, но това е добро начало. В крайна сметка Галактическата империя не е построена за един ден.
Джанлука Сари , преподавател във Физическия гимназия , Queen's University в Белфаст
Тази статия първоначално е публикувана на Разговорът . Прочетете оригинална статия .
