… En elegant våben til en mere civiliseret alder. Så lys sabel blev indført for omkring 40 år siden. At være en fast del af følget af enhver Jedi, glødende sværd i tusinder af år blev holdt i den galaktiske Republik. Sammen med den første optræden i offentligheden var i 1977, da han udgav den første film, “Star wars”, har den karakteristiske brummen af et lyssværd og en episk kamp mellem Darth Vader og Obi-WAN Kenobi ætset i hukommelsen af seere. Seniorforsker Fermi lab er ved at undersøge mulighederne for at lave et ægte lyssværd til livet. Og, siger don Lincoln, han er sikker på at blive vist.
At bygge et lyssværd
I betragtning af den indflydelse af den franchise “Star wars” på samfundet, var det uundgåeligt, fremkomsten af et segment i samfundet, som ønskede at lave et lyssværd, og selv træning med ham. Men hvad teknologien kunne ligge i sit grundlag? Her begyndte de første forsøg på reverse engineering af denne enhed. Reverse engineering i denne sammenhæng er at tænke over, hvordan det kan gøres… og ikke at bygge et sværd.
Du er nødt til at indrømme, at det ville være rart at få dette sværd, som en gave til det Nye år. Men Star wars, så kan lide det eller ej, det er science fiction. At kunne gøre forskere og ingeniører til at bygge et sværd, som der (på skærmen, det er selvfølgelig fantastisk, men for at begrænse laserstrålen er således næsten umuligt).
Filmen viser, at den klinger af lyssværd er tegnet på 1,2 meter i længden. De helt sikkert indeholder en enorm mængde energi og kan smelte store mængder af metal. Dette våben er helt klart en kraftfuld og kompakt kilde til energi. De kan skære kødet uden problemer, men deres arm er ikke særligt varme til at brænde den hånd, der holder dem. To lyssværd ikke kan passere igennem med hinanden, og den klinger også kommer i forskellige farver.
Givet navnet og udseendet, der er det første nærliggende tanke: måske er disse lyssværd omfatter nogle type laser. Men denne hypotese er nemt udelukket. Lasere har ikke en fast længde, som let kontrolleres ved hjælp af en simpel laser pointer. Desuden, hvis lyset på en eller anden måde ikke sprede laserstrålen væsentlige er usynligt. Ingen af disse beskriver vores sværd.
Plasma-kniv?
En mere realistisk teknologi vil blive plasma. Dette materiale er skabt efter at slå elektroner fra gas-atomer i den proces, der kaldes ionisering. Plasma — den fjerde tilstand af sagen, efter den kendte faste, flydende og gasformige. Eksempler på plasma-også dig i mit liv og set en masse. Den glød af lys fra lysstofrør, der er plasma -, neon-lys.
Dette plasma virker meget kold, som du kan røre rør og ikke brænde fingrene. Men normalt er det varme plasma-med temperaturer på flere tusinde grader. Men tætheden af gassen i et fluorescerende lysrør er så lav, at selv ved høj temperatur det samlede beløb af energi til varme er meget lav. En yderligere komplikation er, at plasma-elektroner energi betydeligt højere end de ioniserede atomer fra, hvor elektronerne kom. Den termiske energi af en Kop kaffe (den temperatur, der er meget lavere) meget højere energi, der er indeholdt i fluorescerende lys.
Nogle plasma, men genererer en betydelig varme. I plasma-fakkel. Princippet om operationen er den samme som i-pærer, men med en stor mængde af elektrisk strøm. Der er mange måder at gøre en lommelygte, men den enkleste består af to elektroder og en ledende materiale, typisk en gas, som ilt, nitrogen, eller noget af denne type. En høj spænding over elektroderne ionizes gas -, dreje det i plasma.
Da plasma er ledende, det kan overføre en stærk elektrisk strøm, mål, materiale, opvarmning og smeltning. Sådan en enhed, der kaldes et plasma cutter, men i virkeligheden er det en lysbue (svejsning), og plasma fungerer som en leder af elektrisk strøm. De fleste plasma-fræsere fungerer godt, når den skæres materiale, der er en dirigent, da det materiale, der derefter kan lukke kredsløbet og sende en elektrisk strøm tilbage til enheden via interface kabelsaks til formålet. Der er også dobbelt skær, mellem hvilke den elektricitet, de kan skære ikke-ledende materialer.
Således plasma-brændere kan generere et område af intens varme, men det kræver enorme mængder af elektrisk strøm, og lyssværd, det ser ud, ude af stand til at levere det nuværende. Måske så lyssværd — bare et rør med en superhot plasma? Også nej, fordi plasma fungerer som en varm gas, som udvider sig og afkøles ned, svarende til en normal ild (som alt for ofte sker med plasma-men på grund af det faktum, der lyser). Således, hvis plasma vil være grundlag for et lyssværd, og det skal noget til at holde på.
Heldigvis, der er sådan en mekanisme. Den plasma, der består af ladede partikler (høj hastighed), kan du styre magnetiske felter. Faktisk, nogle af de mest relevante teknologier i forbindelse med nuklear fusion, er ved hjælp af magnetiske felt plasma-indespærring. Temperatur og den totale energi, der er vedlagt i den syntetiserede plasma-er så høj, at det ville være smeltet endnu, der indeholder metal fartøj.
Måske lys sværd vil gøre. Et stærkt magnetfelt, kombineret med den superhot, og tæt plasma-tilbyde en mulig måde at skabe et lyssværd. Men vi er ikke færdige endnu.
Hvis vi tager to rør med plasma, som er afholdt magnetisk, vil de passere igennem med hinanden… ingen episke duels vil ikke. Så vi er nødt til at finde ud af, hvordan at gøre sværdet fast kerne. Og det materiale, som det vil bestå, skal være modstandsdygtige over for høje temperaturer.
Måske egnet keramik, der kan blive udsat for høje temperaturer uden at smelte, svækkelse eller forvrængning. Men fast keramiske kerne har et problem: når en Jedi bruger et sværd, som hænger fra hans bælte, og fæstet af en længde på 20-25 cm. Den keramiske kerne bør springe ud af arm -, som djævelen fra kassen.
Brute force
Det er sådan jeg (må Lincoln) repræsenterer opbygningen af et lys sværd, men mit projekt har problemer. I “Star wars: Episode IV — a New hope” Obi-WAN Kenobi skærer armen af fremmede lys, let bevægelse. Dette punkt lydløst point til, hvad der bør være et varmt plasma.
I “Star wars: Episode i — the phantom menace” qui-gon Jinn stikker sit lyssværd i den tunge dør, først at gøre et dybt indsnit, og så er det bare at smelte. Hvis du ser på denne sekvens, og antage, at stål døren, for at tage hensyn til den tid, der er brugt til opvarmning og smeltning af metal, er det muligt at beregne den energi, der skulle have et sværd. Det virker ud til omkring 20 megawatt. I betragtning af den gennemsnitlige husstands strømforbrug — cirka 1,4 kW — et lyssværd, kan du power 14 000 almindelige huse, indtil de løber tør for batteri.
Strømkilde denne tæthed er klart overskrider grænserne for moderne teknologi, men måske kan vi antage, at Jedi vide en hemmelighed. I den ende, de rejser hurtigere end lysets hastighed.
Men der er et fysisk problem. Denne energi betyder, at plasma er utrolig varm og blot et par inches fra hånden af ejeren af sværdet. Og denne varme vil blive udstrålet i form af infrarød stråling. Den side af Jedi bør straks forkullede. Så nogle har behov for at holde på varmen. Og igen, det klinger ved hjælp af optiske bølgelængder, så det kraftfelt, bør holde infrarød stråling, men at passere synlige.
Sådanne undersøgelser uundgåeligt føre til, at de har brug for af ukendte teknologier. Men i det mindste kan vi bare sige, at et lyssværd består af en slags koncentreret energi, der er indeholdt i det gældende felt.
Hukommelse fortæller, hvordan Michael Okuda, teknisk konsulent til franchise “Star trek”, forklarede en ny teknologi, der har gjort det muligt for transportører. Han sagde, at der var “Heisenberg kompensatorer”, der angiveligt var nødvendigt for at afhjælpe de problemer, der er forårsaget af Heisenberg usikkerhed princippet. Dette er den berømte kvante-mekaniske princip, at du ikke samtidig kan vide med sikkerhed det sted og hastigheden af en partikel. Da mennesket består af mange partikler (atomer og deres vælgere), hvis du nogensinde prøver at scanne en person, for at finde ud af placeringen af alle de atomer, du vil ikke være i stand til at præcist at måle deres position og bevægelse. Så, når du forsøger at genopbygge en person vil ikke være i stand til at indsamle protoner, neutroner og elektroner sammen. På en dyb og grundlæggende fysiske plan, Heisenberg usikkerhed princippet siger, at sådanne transportører er umuligt. Men der er Heisenberg for skaberne af “Star trek”? Når den Tid journalister spurgte, hvordan sådan en enhed, der fungerer, er de svarede: “meget godt, tak.”
Det var dog interessant at se, hvor tæt moderne videnskab til at skabe den ikoniske sci-Fi-teknologi. I tilfælde af et lyssværd, og det bedste vi kan med moderne teknologi, plasma våben, der er indgået i det magnetiske felt. Ja, det vil have en keramisk kerne, der bruger en meget koncentreret kilde til energi, og det kraftfelt, der blokerer den infrarøde men ikke synlig stråling. PAH, stykke kage.
Det er fortsat at bede ingeniørerne, hvor svært det vil være at gøre alt dette. Men de kan, højre?