badania są nieprzewidywalnym procesem. Czasami kończy się to naprawdę fajnym odkryciem, którego się nie spodziewałeś. Niedawno odkryłem podstawową właściwość mieczy świetlnych (to prawda-niesamowitą broń z Gwiezdnych Wojen) podczas moich regularnych badań fizyki plazmy. Odkryłem, że chociaż teoretycznie możliwe jest zbudowanie miecza świetlnego, prawdopodobnie byłaby to najniebezpieczniejsza broń, jaką kiedykolwiek stworzono – zarówno dla sprawcy, jak i ofiary.

z Gwiezdnymi Wojnami: The Force Awakens jest wydany na DVD po pobiciu wszelkiego rodzaju rekordów w kasie, pomyślałem, że to dobry czas, aby podzielić się wiadomościami.

pomimo nazwy, w kanonie Gwiezdnych Wojen ustalono, że starożytną bronią Jedi są w rzeczywistości nie miecze laserowe, ale ostrza plazmy. Plazma jest często znana jako „czwarty stan materii” oprócz ciał stałych, cieczy i gazów, które wszyscy znamy na Ziemi. Jednak plazmy są zdecydowanie najbardziej powszechnym stanem całej widzialnej materii we wszechświecie (z wyjątkiem tajemniczej „ciemnej materii” lub „ciemnej energii”) obejmującym około 99%.

to, co sprawia, że plazmy różnią się od innych stanów, to to, że składają się z naładowanych elektrycznie cząstek – luźnych elektronów (naładowanych ujemnie) i atomów, które straciły elektrony (naładowane dodatnio), pomimo braku ładunku ogólnego. Każdy poruszający się ładunek elektryczny, taki jak ten wewnątrz plazmy, wytwarza pole magnetyczne i może być również manipulowany za pomocą pola magnetycznego lub elektrycznego-w przeciwieństwie do gazu obojętnego.

pola magnetyczne są kluczem do przechowywania plazmy w ostrzu, mogą przeciwdziałać ciśnieniu gorącej plazmy próbującej rozszerzyć się w jej otoczenie. Jest to dokładnie jedno z podejść opracowanych w celu wykorzystania energii fuzji jądrowej, w której jądra atomowe (atomy, które nie mają elektronów) zderzają się, tworząc nowe jądro, uwalniając jednocześnie ogromne ilości energii.

fuzja wymaga niesamowitych temperatur, aby dodatnio naładowane jądra atomowe mogły przezwyciężyć swoją tendencję do odpychania się nawzajem. Te gorące plazmy tworzymy w reaktorach fuzyjnych w kształcie pączka („tokamaki”), które używają silnych elektromagnesów w ścianach reaktora, aby utrzymać tę plazmę na dystans. Największym z tych reaktorów eksperymentalnych będzie ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), którego budowa zakończy się w 2019 roku i który ma na celu w końcu być w stanie wyprodukować więcej energii poprzez fuzję, niż jest to wprowadzone do tworzenia, utrzymania i kontroli samej plazmy.

tajemniczy blask

istnieją dwa sposoby emitowania światła przez plazmy. Pierwszym jest bycie niesamowicie seksownym. Słońce, na przykład, jest kulą gorących plazm, których źródło ciepła pochodzi z fuzji zachodzącej w jego jądrze. Wszystkie gorące obiekty emitują promieniowanie elektromagnetyczne o określonych długościach fal. Ich postrzegany kolor zależy wyłącznie od temperatury, przechodząc od Czerwonego w niższych temperaturach i niebieskiego w wyższych temperaturach. Jest to prawdopodobnie źródło blasku miecza świetlnego-jeśli chcesz naprawdę niebezpiecznego miecza świetlnego, potrzebujesz niebieskiego.

inny sposób świecenia plazm jest bardzo podobny do działania świetlówki. Przepuszczając prąd elektryczny przez plazmę, elektrony mogą zderzać się z dodatnio naładowanymi atomami (nazywanymi jonami), co zwiększa ich energię. Jest to podobne do podnoszenia piłki z ziemi i umieszczania jej na jednej z wielu półek-podnosi to energię potencjalną piłki, przy czym półki reprezentują poziom energii jonów. Ale natura jest z natury leniwa i zawsze będzie dążyć do powrotu do najniższego możliwego stanu energii. Ostatecznie piłka spadnie z półki spadając z powrotem na ziemię. Jony robią to, uwalniając nadmiar energii w postaci światła – co może stworzyć blask miecza świetlnego. Światło to będzie miało określony kolor w zależności od składu plazmy.

chociaż miecze świetlne wydają się wykonalne z punktu widzenia fizyki, zapotrzebowanie na moc takiego urządzenia byłoby ogromne, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że musi ono być zawarte w niewielkiej rękojeści miecza świetlnego. Aby miecze świetlne stały się rzeczywistością, potrzebny byłby ogromny postęp technologiczny. Ale jest jeszcze większy problem, który pojawiłby się, gdybyś kiedykolwiek miał pojedynek na miecze świetlne, jak w filmach.

silne efekty magnetyczne

rekonwalescencja magnetyczna jest podstawowym procesem fizyki plazmy, który może wystąpić podczas zderzenia plazmy z różnymi polami magnetycznymi. W miarÄ ™ jak pola magnetyczne kaĹĽdej plazmy zbliĺľajä … siÄ ™ do siebie, caĹ 'y wzăłr linii pola magnetycznego siÄ ™ zmienia i wszystko dostosowuje do nowej konfiguracji magnetycznej – uwalniajÄ … cej ogromne iloĹ” ci energii.

To jest to, co zasadniczo napędza zorzę polarną lub zorzę polarną – energia wiatru słonecznego jest uwalniana, gdy cząstki te zderzają się z plazmą wewnątrz pola magnetycznego Ziemi w określonych warunkach.

To z naszych badań warunków, w jakich ponowne połączenie może nastąpić w kosmosie, udało mi się uświadomić sobie problem z walkami na miecze świetlne. W przypadku zderzenia dwóch ostrzy plazmy uniknięcie ponownego połączenia magnetycznego jest prawie niemożliwe, czego rezultatem jest wybuchowe uwolnienie plazmy zawartej w obu szablach. Oznaczałoby to, że w pojedynku na miecze świetlne zarówno ty, jak i twój przeciwnik mielibyście wyparowane części ciała w jednym starciu!

być może twórcy kolejnych dwóch filmów z Gwiezdnych Wojen powinni zanotować … a kto wie, jak naprawdę działa „The Force”?