Star Wars 7: jak postavit skutečný světelný meč
Myšlenka světelného meče je geniální – fyzici musí být jistě dost chytří, aby jeden vyrobili
Gianluca Sarri , Queen's University Belfast
Jak i příležitostní fanoušci Star Wars budou vědět, světelné meče jsou pravděpodobně nejlepší zbraní, která se kdy objevila na velké obrazovce. Souboje se světelným mečem jsou tak elegantní, že jsou téměř hypnotické, a i když ne každému z nás může v žilách proudit dostatečně silný proud Síly, světelný meč v pravé ruce je zdaleka nejsmrtelnější zbraní, kterou lze ve vesmíru nalézt.
Myšlenka za světelným mečem je jednoduchá geniální: lehký a nesmírně výkonný nástroj, který využívá ostří energie nejen k rozřezání učedníků Temné strany jediným úderem, ale také působí jako účinný štít proti laserovým výbuchům. Proč tedy nemáme funkční světelné meče v reálném životě? Fyzici musí být jistě dostatečně chytří (a dostatečně velcí fanoušci Star Wars), aby dokázali vyrobit jeden z těchto neuvěřitelných objektů.
Zřejmým způsobem, jak postavit světelný meč, by bylo použití laseru, který může být viděn jako obzvláště jasný a směrový záblesk světla. Ale i když laserová technologie neustále směřuje k efektivnějším a praktičtějším strojům, stále jsme na míle daleko od fungujícího světelného meče. Podívejme se proč.
[[{'type':'media','view_mode':'content_original','fid':'88179','attributes':{'class':'media-image'}}]]
První výzvou je, aby čepel vašeho světelného meče měla přijatelnou velikost, řekněme kolem tří stop nebo tak. K tomu byste museli laserový paprsek zastavit v určitém bodě. To nebude snadné, protože světlo k tomu má poměrně silnou přirozenou tendenci dál cestovat pokud nenarazí na překážky.
Jedním z řešení by mohlo být umístění malého zrcátka na špičku čepele. Dokážete si ale představit, jak trapné by bylo ukázat se na bitevním poli se světelným mečem obklopeným celou nosnou konstrukcí pro maličké zrcátko na jeho konci? Kromě toho, že je opravdu křehká, taková čepel by nemohla nikomu ublížit.
Druhým problémem je, že čepel bude potřebovat hodně energie, aby dokázala proříznout materiály. Svařovací lasery používané v průmyslu to dokážou, ale obvykle vyžadují několik kilowattů výkonu . Napájení těchto laserů je obrovské a určitě by se nevešlo do maličkého jílce světelného meče. Navíc byste potřebovali značný chladicí mechanismus, pokud byste nechtěli, aby se jílec rozžhavil a roztavil vaši ruku.
Kromě těchto praktičtějších bodů by úžasné efekty bojů se světelnými meči byly neuskutečnitelné. Dva laserové světelné meče by se proti sobě nikdy nesrazily. Jednoduše by prošli jeden přes druhého bez efektu. A co víc, laser zaostřuje světlo jedním směrem tak ostře, že vy nelze to vidět pokud se nepodíváte přímo dolů po jeho ose. To je důvod, proč lasery používané v klubech potřebují, aby byl vidět kouř nebo mlha. Částice kouře fungují jako drobné rozptylovače, které rozprašují laserové světlo a činí paprsky viditelnými.
[[{'type':'media','view_mode':'content_original','fid':'88180','attributes':{'class':'media-image'}}]]
Ale není vše ztraceno. Nikdo nikdy neřekl, že světelný meč musí být založen na laserové technologii. Alternativa již existuje ve formě plazmy. Plazma je ve skutečnosti plyn tak horký, že jeho atomy jsou rozbity na své základní složky, jmenovitě elektrony a jádra. Mohou být generovány aplikací silných elektrických výbojů do plynu (příkladem je blesk) a jsou schopny udržet spalující horké teploty až do milionů stupňů Celsia.
Nejzajímavější je, že horké plazmy mají tendenci vyzařovat různé barvy v závislosti na plynu, ze kterého jsou vyrobeny. Například neonové světlo není nic jiného než trubice naplněná neonovým plynem v plazmovém stavu. Zelené světelné meče rytířů Jedi mohly být vyrobeny z chlórové plazmy, která vyzařuje převážně zelené světlo, zatímco červené světelné meče sithských darebáků by mohly být vyrobeny z hélia, které většinou vyzařuje v červené až fialové oblasti spektra.
Jak může plazmový světelný meč fungovat v praxi? Malý, ale výkonný napájecí zdroj skrytý v jílci by mohl být připojen k dlouhému a malému vláknu, které nese elektrický výboj a vyfukuje kolem něj nějaký plyn. Když jej zapnete, vlákno se rozžhaví a plyn kolem něj se změní na plazmu, která vyzařuje svou barvu do všech směrů. Spalující teplo plazmy by okamžitě roztavilo jakýkoli předmět, kterého by se dotklo, a řezalo by se čistě jako čepel.
Stále můžete mít problém s tím, aby bylo všechno kompaktní (kde budete skladovat plyn, aby byl nepřetržitě vyfukován z vlákna?) a dostatečně odolné, aby odolalo úderu jiného světelného meče, ale je to dobrý začátek. Koneckonců, Galaktické impérium nebylo postaveno za den.
Gianluca Sarri , přednášející na Matematicko - fyzikální škole , Queen's University Belfast
Tento článek byl původně publikován dne Konverzace . Číst Původní článek .
