Ludzie, którzy uważają fizykę za nudną, bardzo się mylą. Potrafi wyjaśnić wszystko na świecie, od przerażających interakcji na maleńkich skalach atomów i cząstek po zachowanie całych wszechświatów. A jeśli to nie wystarczy, fizyka może posłużyć do oceny, jak realistyczne są przyszłe technologie w science fiction. Fizyk plazmy kosmicznej Martin Arker może na przykład wyjaśnić wiele niuansów mieczy świetlnych i Gwiazdy Śmierci we wszechświecie Gwiezdnych Wojen.
Obecnie pracuje nad oceną realizmu broni blasterowej używanej między innymi przez Hana Solo - oraz tym, jak blastery można porównać do mieczy świetlnych. W rzeczywistości rzeczywiste wersje tej broni były od dawna opracowywane. Kiedy ukazał się prequel Solo, pora porozmawiać o nim więcej.
Kluczem do zrozumienia technologii Gwiezdnych Wojen będzie plazma - tzw. „Czwarty stan skupienia” (obok ciała stałego, ciekłego i gazowego). Są to swobodnie przepływające cząstki naładowane elektrycznie, które w naturalny sposób oddziałują z polami elektrycznymi i magnetycznymi. Plazma jest powszechna w kosmosie, ale rzadko występuje naturalnie na Ziemi. Można go jednak stworzyć w laboratorium.
Potężne plazmoidy
Powszechnym błędem dotyczącym miotaczy jest to, że są to broń laserowa. Ale zgodnie z kanonem Gwiezdnych Wojen nie miałoby to sensu. Zamiast tego autorzy stwierdzili, że miotacz był „jakąkolwiek bronią dalekiego zasięgu, która wystrzeliwała kulki o intensywnej energii plazmy, często mylonej z laserami”, i że przekształcał „gaz bogaty w energię w świecącą wiązkę cząstek, która mogła przepalić cel”. Okazuje się, że wiązki blasterów (świecące pociski) to tylko krople plazmy, coś w rodzaju lecącego w powietrzu miecza świetlnego.
Spójne masy plazmy i związane z nimi pola magnetyczne są znane jako plazmoidy. W ochronnej osłonie Ziemi - magnetosferze - plazmoidy powstają zwykle w słabo poznanym procesie ponownego połączenia magnetycznego. Jest to wybuchowa rekonfiguracja linii pola magnetycznego, która występuje w obecności plazmy, w szczególności w miejscu, w którym plazma się łączy. Kiedy dzieje się to w naszej magnetosferze, naładowane cząstki są przyspieszane w kierunku wyższych warstw atmosfery, tworząc zorzę polarną. Ogromne ilości materiału są również wyrzucane z Ziemi w postaci plazmoidów.
Film promocyjny:
Jednak stworzenie plazmoidu na Ziemi nie jest łatwe. Możemy tylko zademonstrować struktury, które szybko rozszerzają się i rozpuszczają w powietrzu. Rozwiązaniem tego problemu jest użycie magnesów, które wychwytują gorącą plazmę.
Jednak kule blasterowe są pociskami, więc nie mogą być podtrzymywane zewnętrznie przez magnesy podczas ich ruchu. Na szczęście jest rozwiązanie. Ponieważ plazma jest silnie przewodząca, możliwe jest wytworzenie prądu elektrycznego w samym plazmoidzie. Ten prąd będzie generował pola magnetyczne, które ograniczają plazmę. Mechanizmy te znane są jako sferomaki iw ciągu ostatnich dwudziestu lat wzbudziły dodatkowe zainteresowanie eksperymentami z zakresu fizyki plazmy.
Prawdziwe wersje
Jednym ze sposobów na stworzenie sferomaka jest użycie „plazmowego działa szynowego”, urządzenia, które wykorzystuje zewnętrzny magnes do indukowania prądów w plazmie, a także napędza pocisk do dużych prędkości. W rzeczywistości sferomaki, które żyją przez kilkaset mikrosekund, umożliwiły rozwinięcie prędkości do 200 km / s. Jest to imponujące i zdecydowanie pozwala na użycie ich jako broni.
W latach siedemdziesiątych XX wieku w Laboratorium Badawczym Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych w Albuquerque powstał program SHIVA Star (nazwany tak na cześć wielorękiego boga w hinduizmie), który rozwinął różne gałęzie praktycznego zastosowania fizyki plazmy. Jeden z nich - MARAUDER - stał się podstawą jednej z kilku amerykańskich inicjatyw tworzenia pocisków na bazie plazmy.
Ta broń była zdolna do wytwarzania pierścieni plazmowych w kształcie pierścieni i kul błyskawic, które eksplodowały z niszczycielskimi efektami termicznymi i mechanicznymi po uderzeniu, tworząc impuls promieniowania elektromagnetycznego zdolnego do wyłączenia elektroniki. Ale od 1993 r. Status tej broni pozostaje niepewny.
Temperatury, które można było osiągnąć w takich urządzeniach, były tysiąc razy wyższe niż słońca. Przy wystarczającej ilości plazmy każdy wybuch zadałby ogromne obrażenia, więc blaster z Gwiezdnych Wojen wygląda całkiem realistycznie.
Ale w jaki sposób ta prawdziwa broń blasterowa może konkurować z inną kultową bronią z Gwiezdnych Wojen, mieczem świetlnym? Pocisk blasterowy jest zasadniczo odpowiednikiem ostrza miecza świetlnego bez rękojeści. Ale kiedy spotykają się dwie magnetycznie ograniczone plazmy, ponowne połączenie magnetyczne jest nieuniknione. Oznacza to, że gdy zderzają się dwa miecze świetlne, powstaje efekt wybuchowy, niszczący zarówno broń, jak i jej nośniki. Ale z blasterem byłbyś daleko od eksplozji i całkowicie nietknięty.
Ilya Khel