Cum de a crea o sabie laser

O armă elegantă ... o vârstă mai civilizat. Deci, a prezentat publicului lightsaber de acum 40 de ani. Fiind un element constant al oricărui anturaj Jedi, sabie strălucitoare păstrate timp de mii de ani în Republica Galactic. Împreună cu prima apariție în public în 1977, când primul film „Star Wars“, sabia zumzet caracteristic și o luptă epică între Darth Vader și Obi-Wan Kenobi este gravat în memoria spectatorilor. cercetator principal la Fermilab lucrează realizări reale ale vieții sabia de lumină. Si, spune Don Lincoln, el va fi întotdeauna.

Construi o sabie de lumină

Având în vedere impactul francizei „Star Wars“, în societate, a fost apariția inevitabilă a unui segment al societății care ar dori să facă o sabie de lumină, și chiar să se antreneze cu el. Dar ce tehnologie ar putea servi drept bază? De aici a început primele încercări de a inversa-inginer dispozitiv. inginerie inversă, în acest context, se gândesc la modul în care se poate face ... și nu pentru a construi o astfel de sabie.

Recunoaste ar fi frumos pentru a obține o astfel de sabie ca un cadou pentru Anul Nou. Dar „Star Wars“, place sau nu, acest lucru este science-fiction. Ce ar putea face oamenii de știință și ingineri pentru a construi o sabie (el este pe ecran, desigur, frumos, dar pentru a limita fasciculul laser, astfel încât este imposibil în practică).

Filmul arată că sabia lamă întinsă de 1,2 metri lungime. Acestea conțin cu siguranță o cantitate enormă de energie și ar putea topi cantități uriașe de metal. Această armă este în mod clar o sursă de energie puternică și compactă. Ei pot tăia carnea fără nici o dificultate, dar nu pipăie foarte fierbinte pentru a arde mâna pe care le deține. Două lightsabers nu trec prin ele, în timp ce lamele sunt, de asemenea, de culori diferite.

Având în vedere numele și aspectul, există un prim gând evident: probabil, aceste lightsabers includ un anumit tip de laser. Dar această ipoteză este ușor de șters. Laserele nu au o lungime fixă, este ușor de verificat cu un simplu indicator laser. În plus, în cazul în care lumina este într-un fel nu disipată, fasciculul laser este, în esență, invizibil. Nici una dintre aceste caracteristici nu descrie sabia noastră.

Mai realist ar fi tehnologia cu plasmă. Un astfel de material este creat după ejectarea electroni din atomii de gaz în procesul de așa-numita ionizare. Plasma - a patra stare a materiei, după binecunoscutul solid, lichid și gaz. Exemple de plasmă tine în viața mea și am văzut o mulțime. Strălucirea luminii fluorescente - plasmă, lumini de neon - prea.

Această plasmă pare a fi foarte rece, pentru că puteți atinge telefonul și nu arde degetele. Dar, de obicei, plasmă fierbinte cu o temperatură de câteva mii de grade. Cu toate acestea, densitatea gazului în tubul de lumină fluorescentă este atât de mică încât, chiar și la temperaturi ridicate cantitatea totală de energie termică este foarte scăzută. O complicație suplimentară este faptul că electronii din plasma au energii mult mai mari decât atomii ionizați din care se iese din electronii. ceașcă de cafea de energie termică (care este mult mai scăzută temperatură) energie substanțial mai mare conținut în lumină fluorescentă.

Unele plasmelor, cu toate acestea, generează căldură semnificativă. Torțele cu plasmă. Principiul de funcționare, cum ar fi cea a becului, dar cu o cantitate mare de curent electric. Există mai multe moduri de a face o torță de plasmă, dar cel mai ușor include doi electrozi și un material conductor, în mod tipic un gaz, cum ar fi oxigenul, azotul, sau orice tip. De înaltă tensiune pe electrozi ionizează gazul, transformându-l în plasmă.

Deoarece plasma este conductor electric, acesta poate transmite un material tinta curent electric puternic prin încălzirea și topirea. Un astfel de dispozitiv este numit-o torță de plasmă, dar în realitate este un arc electric (sudare), iar plasma acționează ca un conductor de curent electric. Cele mai multe torțe de tăiere cu plasmă funcționează bine atunci când materialul care urmează să fie tăiat este conductorul, deoarece materialul poate finaliza atunci circuitul și trimite curent electric înapoi la aparat prin cablul de conectare de tăiere cu scopul. Există, de asemenea, tăietori duble, între care energia electrică, acestea pot taia materiale non-conductoare.

Astfel, generatoare de plasmă poate genera o regiune de căldură puternică, dar necesită cantități uriașe de curent electric și săbiile, pare incapabil să furnizeze curent. Poate apoi lightsabers - un tub de plasmă superhot? Ori, din moment ce plasma acționează ca un gaz fierbinte, care se extinde și se răcește, ca un foc normal (care este prea adesea cazul, cel puțin în plasmă, datorită faptului că luminile). Astfel, în cazul în care plasma ar fi baza unei lightsaber, acesta va avea nevoie de ceva să dețină.

Din fericire, un astfel de mecanism. Plasma constând din particule încărcate (viteză mare), pot fi controlate prin câmpuri magnetice. De fapt, unele dintre cele mai promițătoare tehnologii legate de fuziune nucleară utilizează câmpuri magnetice pentru a limita plasma. Temperatura și energia totală conținută în plasmă incipientă este atât de mare încât ar fi topit chiar conținând containerul metalic.

Poate costumul săbii de lumină. câmpuri magnetice puternice cuplate cu superhot si plasme dense oferă o posibilă modalitate de a crea o sabie de lumină. Dar noi încă nu am terminat.

Dacă luăm cele două tuburi și plasmă, care sunt deținute magnetic, acestea vor trece prin unul pe altul ... nu exista dueluri epice nu va. Deci, trebuie să ne dăm seama cum să facă săbii au un miez solid. Iar materialul din care este format, trebuie să fie rezistente la temperaturi ridicate.

Poate ceramica adecvați care pot fi expuse la temperaturi ridicate fără a se topi, înmuiere sau curbura. Dar, miez ceramic dur are o problemă: atunci când Jedi nu folosesc sabia, care atârnă de la centură, și mâner lungime de 20-25 cm. Miezul ceramic ar trebui să sară de mâner, ca diavolul-the-box.

Așa am (Don Lincoln) reprezintă construirea unei sabie de lumină, deși proiectul meu există o problemă. În „Star Wars: Episodul IV - O nouă speranță,“ Obi-Wan Kenobi taie mâna lui străin mișcarea fără efort. Acest moment în tăcere indică ceea ce ar trebui să fie plasmă fierbinte.

În „Star Wars: Episodul I - Amenințarea fantomei,“ Qui-Gon pune sabia de lumină într-o ușă grea, ceea ce face mai întâi o tăietură adâncă, și apoi doar topirea acestuia. Dacă te uiți la această secvență, și să presupunem că ușa de oțel, să ia în considerare timpul petrecut pe încălzire și a metalelor de topire, este posibil să se calculeze energia care ar trebui să aibă o astfel de sabie. Merge în jurul valorii de 20 de megawați. Luând în considerare consumul mediu de energie de uz casnic - aproximativ 1,4 kilowați - o sabie de lumină pot fi livrate cu 14.000 de case obișnuite, până când bateria este epuizată.

astfel de sursă de densitate a puterii este în mod clar dincolo de domeniul de aplicare al tehnologiei moderne, dar poate putem presupune că Jedi afle un secret. În cele din urmă, ei călătoresc mai repede decât lumina.

Dar există o problemă fizică. O astfel de energie înseamnă că plasma va fi extrem de cald și la o distanță de doar câțiva centimetrii de puterea proprietarului sabie. Și această căldură este radiată sub formă de radiații infraroșii. mână Jedi ar trebui instantaneu char. Acest lucru înseamnă că orice forță trebuie să păstreze căldura. Din nou, lama de sabie, folosind lungimi de undă optice, astfel încât câmpul de forță ar trebui să păstreze radiațiile infraroșii, dar transmite vizibil.

Astfel de investigații tehnice vor duce în mod inevitabil la nevoia de tehnologie nefamiliare. Dar cel puțin putem spune pur și simplu că sabia de lumină constă dintr-un fel de energie concentrată conținută în câmpul de forță.

Cu toate acestea, a fost interesant să vezi cât de aproape știința modernă pentru a crea un reper Sci-Fi tehnologie. În cazul unui lightsaber, cel mai bun care poate tehnologia modernă, acest pistol cu ​​plasmă închise într-un câmp magnetic. Oh, și el va avea un miez ceramic care utilizează o sursă foarte densă de energie, precum și un câmp de forță care blochează lumina vizibilă în infraroșu, dar nu. Ugh, e timpul să scuipe.

Rămâne să întreb ingineri, cât de greu ar fi să facă totul. Dar, pentru că ei vor fi capabili, nu?