Forskning Er en uforutsigbar prosess. Noen ganger ender du opp med å lage en veldig kul oppdagelse som du ikke så komme. Jeg har nylig avdekket en grunnleggende egenskap av lightsabers (det stemmer – de fantastiske våpnene Fra Star Wars) mens jeg gjorde min vanlige plasmafysikkforskning. Jeg fant ut at mens det i teorien er mulig å bygge en lightsaber, er det sannsynlig at det ville være det farligste våpenet som er opprettet-både for gjerningsmannen og offeret.

Med Star Wars: The Force Awakens blir utgitt PÅ DVD etter å bryte alle typer poster på billettkontoret, jeg skjønte det var en god tid til å dele nyheten.

Til Tross for navnet, har Det blitt etablert I Star Wars-kanonen at Disse gamle jedi-våpnene faktisk ikke er lasersverd, men plasmablader. Plasma er ofte kjent som «fjerde tilstand av materie» i tillegg til faste stoffer, væske og gasser som vi alle er kjent med her på Jorden. Plasmaer er imidlertid langt den vanligste tilstanden av all synlig materie i universet (unntatt den mystiske «mørke saken» eller «mørk energi») som består av noen 99%.det som gjør plasmaer forskjellig fra de andre tilstandene er at de består av elektrisk ladede partikler – løse elektroner (negativt ladet) og atomer som har mistet elektroner (positivt ladet), til tross for at de ikke har noen total ladning. Enhver bevegelig elektrisk ladning, slik som de inne i en plasma, skaper magnetiske felt og kan også manipuleres ved hjelp av magnetiske eller elektriske felt-i motsetning til en nøytral gass.

Magnetfelt er nøkkelen til å inneholde plasmaet i et blad, de kan motvirke trykket fra det varme plasmaet som prøver å ekspandere inn i omgivelsene. Dette er akkurat en av tilnærmingene som er utviklet for å forsøke å utnytte kjernefysisk fusjonskraft, hvor atomkjerner (atomer som ikke har elektroner) kolliderer for å danne en ny kjerne mens de frigjør store mengder energi.

Fusjon krever utrolige temperaturer slik at de positivt ladede atomkjernene kan overvinne deres tendens til å avstøte hverandre. Vi lager disse varme plasmaene i donutformede fusjonsreaktorer («tokamaks») som bruker sterke elektromagneter i reaktorveggene for å holde dette plasmaet i sjakk. Den største av disse slike eksperimentelle reaktorene vil være iter (International Thermonuclear Experimental Reactor) konstruksjon som vil fullføre i 2019, og som har som mål å endelig kunne produsere mer energi via fusjon enn det som er satt inn for å skape, opprettholde og kontrollere plasmaet selv.

Mystisk glød

det er to måter plasma kan avgi lys. Den første er ved å være utrolig varmt. Solen, for eksempel, er en ball av varme plasmaer hvis varmekilde kommer fra fusjonen som foregår i kjernen. Alle varme objekter avgir elektromagnetisk stråling med bestemte bølgelengder. Deres oppfattede farge avhenger utelukkende av temperaturen, går fra rødt for lavere temperaturer og blått for høyere temperaturer. Dette er sannsynligvis kilden til en lightsabers glød – hvis du vil ha en virkelig farlig lightsaber, trenger du en blå.

den andre måten plasmaer kan lyse på, ligner veldig på hvordan en fluorescerende pære fungerer. Ved å kjøre en elektrisk strøm gjennom et plasma, kan elektroner kollidere med de positivt ladede atomer( kalt ioner), som øker sin energi. Det ligner på å plukke opp en ball fra bakken og sette den på en av mange hyller – dette øker ballens potensielle energi, hvor hyllene representerer energinivåene til ionene. Men naturen er iboende lat og vil alltid strebe etter å gå tilbake til lavest mulig tilstand av energi. Til slutt vil ballen rulle ut av hyllen som faller tilbake til bakken. Ionene gjør dette ved å frigjøre overflødig energi som lys-noe som kan skape lightsaber-gløden. Dette lyset vil ha en bestemt farge avhengig av plasmaets sammensetning.Mens lightsabers virker gjennomførbare fra et fysikksynspunkt, vil strømkravene for en slik enhet være enorm, spesielt gitt at den må være inneholdt i den lille lightsaberhiltet. Store fremskritt innen teknologi ville være nødvendig for å gjøre lightsabers en realitet. Men det er et enda større problem som ville skje hvis du noen gang skulle ha en lightsaber duell som i filmene.

Kraftige magnetiske effekter

Magnetisk tilbakekobling Er en grunnleggende plasmafysikkprosess som kan oppstå når plasma med forskjellige magnetfelt kolliderer. Etter hvert som magnetfeltene i hver plasma kommer nær hverandre, endres hele mønsteret av magnetfeltlinjer og alt tilpasser seg en ny magnetisk konfigurasjon-frigjør store mengder energi.

dette er det som i hovedsak brenner aurora eller nordlys – energi fra solvinden frigjøres når disse partiklene kolliderer med plasma inne I Jordens magnetfelt under et bestemt sett av forhold.

Det er fra våre studier av forholdene under hvilke tilkobling kan oppstå i rommet at jeg var i stand til å innse problemet med lightsaber battles. Når to plasmablader kolliderer, er det nesten umulig å unngå magnetisk tilbakekobling, med resultatene som en eksplosiv frigjøring av plasmaet i begge sabrene. Dette ville bety at hvis du var i en lightsaber duell, ville både du og motstanderen din ha kroppsdeler fordampet i en enkelt sammenstøt! Kanskje skaperne av De kommende To Star Wars-filmene bør gjøre et notat … så igjen hvem vet hvordan «The Force» virkelig fungerer?