Star Wars 7: hur man bygger en riktig ljussabel
Tanken bakom en ljussabel är enkel genialisk – fysiker måste säkert vara smarta nog att producera en
Gianluca Sarri , Queen's University Belfast
Som till och med tillfälliga Star Wars-fans kommer att veta är ljussabel förmodligen det coolaste vapnet någonsin att göra ett framträdande på den stora skärmen. Ljussabelslagsmål är så eleganta att de nästan är hypnotiska och även om vi kanske inte alla har ett tillräckligt starkt kraftflöde genom våra ådror, är en ljussabel i höger hand det absolut dödligaste vapnet som finns i universum.
Idén bakom en ljussabel är enkel genialitet: ett lätt och oerhört kraftfullt verktyg som använder ett blad av energi för att inte bara skära upp lärjungar till den mörka sidan i ett enda slag utan också fungera som en effektiv sköld mot laserexplosioner. Så varför har vi inte fungerande ljussvärd i verkligheten? Visst måste fysiker vara tillräckligt smarta (och tillräckligt stora Star Wars-fans) för att kunna producera ett av dessa otroliga föremål.
Det självklara sättet att bygga en ljussabel skulle vara att använda en laser, som kan ses som en särskilt stark och riktad ljusskur. Men även om lasertekniken ständigt strävar mot mer effektiva och praktiska maskiner, är vi fortfarande mil ifrån en fungerande ljussabel. Låt oss se varför.
[[{'type':'media','view_mode':'content_original','fid':'88179','attributes':{'class':'media-image'}}]]
Den första utmaningen är att göra bladet på din ljussabel till en acceptabel storlek, låt oss säga runt tre fot eller så. För att göra detta måste du få laserstrålen att stanna vid en viss punkt. Detta kommer inte att vara lätt eftersom ljus har en ganska stark naturlig tendens att göra det fortsätt resa om den inte stöter på några hinder.
En lösning kan vara att placera en liten spegel i spetsen av bladet. Men kan du föreställa dig hur pinsamt det skulle vara att dyka upp på slagfältet med en ljussabel omgiven av en hel bärande struktur för en liten spegel i slutet? Förutom att det är riktigt ömtåligt, skulle ett sådant blad inte kunna skada någon.
Det andra problemet är att bladet kommer att behöva mycket kraft för att kunna skära igenom material. Svetslasrar som används inom industrin kan göra det men de kräver vanligtvis flera kilowatt effekt . Strömförsörjningen för dessa lasrar är enorm och skulle definitivt inte passa i det lilla fästet av en ljussabel. Dessutom skulle du behöva en avsevärd kylmekanism om du inte ville att handtaget skulle bli glödande och smälta din hand.
Förutom dessa mer praktiska punkter skulle de fantastiska effekterna av ljussabelslagsmål vara omöjliga. Två laserbaserade ljussvärd skulle aldrig stöta mot varandra. De skulle helt enkelt passera genom varandra utan effekt. Dessutom fokuserar en laser ljus i en riktning så skarpt att du kan inte se det om du inte tittar rakt ner på dess axel. Detta är anledningen till att lasrar som används i klubbar behöver rök eller dimma för att synas. Rökpartiklarna fungerar som små spridare som sprejar laserljuset och gör strålarna synliga.
[[{'type':'media','view_mode':'content_original','fid':'88180','attributes':{'class':'media-image'}}]]
Men allt är inte förlorat. Ingen har någonsin sagt att en ljussabel måste vara baserad på laserteknik. Ett alternativ finns redan i form av plasma. Plasma är i själva verket så varm gas att dess atomer bryts upp i sina mer grundläggande komponenter, nämligen elektroner och kärnor. De kan genereras genom att applicera kraftfulla elektriska urladdningar på en gas (blixten är ett exempel) och kan upprätthålla brännande heta temperaturer så höga som miljoner grader Celsius.
Mest intressant är att heta plasma tenderar att avge olika färger beroende på vilken gas de är gjorda av. Till exempel är ett neonljus inget annat än ett rör fyllt med neongas i plasmatillstånd. Jedi-riddarnas gröna ljussabel kan vara gjorda av klorplasma, som avger övervägande grönt ljus, medan Sith-skurkarnas röda ljussabel kan vara gjorda av helium, som mestadels avger i rött-till-violett. område av spektrumet.
Hur kan en plasmaljussabel fungera i praktiken? En liten men kraftfull strömkälla gömd i fästet skulle kunna fästas på en lång och liten glödtråd som bär den elektriska urladdningen och blåser lite gas runt den. När du slår på den skulle glödtråden bli glödande och gasen runt den skulle förvandlas till plasma och avge sin färg åt alla håll. Den brännande värmen från plasman skulle omedelbart smälta alla föremål som den vidrör och skära rent som ett blad.
Du kanske fortfarande har ett problem eller två med att göra allt kompakt (var ska du förvara gasen som kontinuerligt blåses ut ur glödtråden?) och tillräckligt robust för att motstå ett slag från en annan ljussabel, men det är en bra början. Det galaktiska imperiet byggdes trots allt inte på en dag.
Gianluca Sarri , lektor vid Matematik- och fysikhögskolan , Queen's University Belfast
Denna artikel publicerades ursprungligen på Konversationen . Läs originalartikel .
