Elegantne relv … tsiviliseeritumast ajastust. Nii et valgusmõõk esitati publikule umbes 40 aastat tagasi. Muutumatu element mis tahes jedi ümbruses - hõõguv mõõk on galaktilises vabariigis säilinud tuhandeid aastaid. Koos oma esimese avaliku esinemisega 1977. aastal, kui ilmus esimene Tähesõdade film, on iseloomulik valgusmõõk ja eepiline lahing Darth Vaderi ja Obi-Wan Kenobi vahel pikka aega publiku teadvuses. Fermi Labi vanemteadur töötab välja realistlikud valgusmõõdu ellu äratamise võimalused. Ja nagu Don Lincoln ütleb, ilmub ta kindlasti kohale.
Ehitage valgusmõõk
Arvestades Tähesõdade frantsiisi mõju ühiskonnale, oli paratamatu, et tekiks ühiskonna segment, kes soovis teha valgusmõõdu ja sellega isegi treenida. Kuid milline tehnoloogia võiks selle aluseks olla? Siit said alguse esimesed katsed selle seadme ümbertöötamiseks. Pöördtehnika mõtleb selles kontekstis selle üle, kuidas seda teha … selle asemel, et ehitada üks selline mõõk.
Tunnista seda, oleks tore saada selline mõõk uue aasta kingituseks. Kuid Tähesõjad, mida iganes öelda, on ulme. Mida saaksid teadlased ja insenerid sellise mõõga ehitamiseks teha (muidugi on see ekraanil ilus, kuid laserikiire on niimoodi piirata peaaegu võimatu).
Pilt: es.clubpenguin.wikia.com
Filmis on näidatud, et valgusmütside terad ulatuvad 1,2 meetri pikkuseks. Need sisaldavad kindlasti tohutult energiat ja võivad sulatada tohutul hulgal metalli. Sellel relval on selgelt võimas ja kompaktne energiaallikas. Nad saavad liha ilma raskusteta läbi lõigata, kuid nende käepidemed pole neid hoidva käe põletamiseks eriti kuumad. Kaks tuletõmmet ei käi üksteise vahelt läbi ja ka labad on eri värvi.
Reklaamvideo:
Võttes arvesse nime ja välimust, tuleb välja esimene ilmne mõte: need tuletõkked peavad kasutama mingit tüüpi laserit. Kuid seda hüpoteesi on lihtne välistada. Laseritel pole kindlat pikkust, mida on lihtne kontrollida lihtsa laserosuti abil. Samuti, kui valgus pole mingil viisil hajutatud, on laserikiir põhimõtteliselt nähtamatu. Ükski neist omadustest ei kirjelda meie mõõka.
Plasma terad?
Plasma oleks realistlikum tehnoloogia. Selline materjal tekib pärast elektronide löömist gaasi aatomitest nn ionisatsiooni käigus. Plasma on aine neljas olek pärast tuntud tahket, vedelat ja gaasilist. Ka sina oled oma elus palju plasma näiteid näinud. Fluorestseeruva valguse sära on plasma ja nii on ka neoonvalgustid.
Tundub, et see plasma on üsna külm, sest saate katsutit katsuda sõrmi põletamata. Kuid tavaliselt on plasma kuum, temperatuur on mitu tuhat kraadi. Luminofoorlampis on gaasi tihedus aga nii madal, et isegi kõrgel temperatuuril on kogu soojusenergia väga madal. Täiendav komplikatsioon on see, et plasmas olevate elektronide energia on oluliselt suurem kui ioniseeritud aatomitel, millest need elektronid tekkisid. Tassikese kohvi soojusenergia (mis on palju külmem) on oluliselt suurem kui fluorestsentsvalgus sisalduv energia.
Osa plasmat tekitab siiski märkimisväärset kuumust. Plasmatronites. Nende tööpõhimõte on sama, mis lambil, kuid suure hulga elektrivooluga. Plasmatrooni valmistamiseks on palju võimalusi, kuid lihtsaim hõlmab kahte elektroodi ja juhtivat materjali, tavaliselt sellist gaasi nagu hapnik, lämmastik või midagi muud. Kõrge pinge elektroodides ioniseerib gaasi, muutes selle plasmaks.
Pilt: frikiamigo.com
Kuna plasma on elektrit juhtiv, võib see edastada sihtmaterjalile võimsat elektrivoolu, kuumutades ja sulatades seda. Sellist seadet nimetatakse plasmalõikuriks, kuid tegelikult on see elektrikaar (keevitamine) ja plasma toimib elektrivoolu juhina. Enamik plasmalõikuritest töötab hästi, kui lõigatav materjal on juhtiv, kuna materjal saab seejärel vooluahela lõpule viia ja saata elektrivool tagasi seadmesse kaabli kaudu, mis ühendab põleti sihtmärgini. On ka topeltlõikureid, mille vahel läbib elekter, mis võimaldab lõigata mittejuhtivaid materjale.
Niisiis, plasmatroonid võivad tekitada intensiivse kuumuse piirkondi, kuid vajavad tohutult palju elektrivoolu ja valgustimüvad ei näi seda voolu pakkuvat. Võib-olla on siis tulekahjud lihtsalt ülikuuma plasma tuubid? Samuti mitte, sest plasma toimib kuuma gaasina, mis laieneb ja jahutab nagu tavaline tuli (mis on sageli ka plasma, kui ainult sellepärast, et see hõõgub). Seega, kui plasma on valgusmõõdu aluseks, peab see olema milleski endas.
Õnneks on selline mehhanism olemas. Laetud osakestest koosnevat plasmat (suurel kiirusel) saab juhtida magnetväljade abil. Tegelikult kasutavad mõned kõige lootustandvamad termotuumasünteesi tehnoloogiad plasma piiramiseks magnetvälju. Sünteesitud plasmas sisalduv temperatuur ja koguenergia on nii kõrged, et isegi neid sisaldav metallanum sulaks.
Ehk saab hakkama ka valgusmõõk. Tugevad magnetväljad koos ülikuuma ja tiheda plasmaga pakuvad võimalikku valgussamba loomise võimalust. Kuid me pole veel lõpetanud.
Kui võtame kaks magnetiliselt hoitavat plasmatoru, lähevad need üksteisest otse läbi … eepilisi duelle ei tule. Seega peame välja mõtlema, kuidas muuta mõõgad kindla südamikuga. Ja materjal, millest see koosneb, peab olema vastupidav kõrgetele temperatuuridele.
Keraamika, mida saab sulatada, pehmendada või kõverduda, võib olla kõrge temperatuuriga. Kuid kõval keraamilisel südamikul on probleem: kui jedid mõõka ei kasuta, ripub see tema vöö küljes ja käepide on 20–25 sentimeetrit pikk. Keraamiline südamik peaks käepidemest välja hüppama nagu kurat huuletubakast.
Toores jõud
Nii näen ma (Don Lincoln) ette valgusesamba ehitamist, kuigi ka minu projektil on probleeme. Filmis „Tähesõjad: Episood IV - uus lootus“lõikab Obi-Wan Kenobi tulnukal kergelt juhusliku liigutusega käe. See hetk näitab vaikselt, kui kuum plasma peaks olema.
Pilt: carlos92.deviantart.com
Filmis „Tähesõjad: Episood I - fantoom ähvardus” sisestab Qui-Gon Jinn oma valgussamba raskesse ukseni, tehes kõigepealt sügava lõigu ja sulatades selle siis lihtsalt üles. Kui vaatate seda järjestust ja eeldate, et uks on teras, võtke arvesse metalli kuumutamisele ja sulatamisele kuluvat aega, saate arvutada energia, mis sellisel mõõgal peaks olema. Selgub, et kuskil 20 megavatti. Arvestades kodumajapidamiste keskmist elektritarbimist - umbes 1,4 kilovatti - suudab üks valgusmõõk toita 14 000 tavalist maja, kuni aku saab otsa.
Sellise tihedusega jõuallikas jääb selgelt välja kaasaegse tehnoloogia raamidest, kuid võib-olla võime eeldada, et jedid teavad mõnda saladust. Lõppude lõpuks liiguvad nad kiiremini kui valguskiirus.
Kuid on füüsiline probleem. See energia tähendab, et plasma on uskumatult kuum ja vaid mõne tolli kaugusel mõõga kandja käest. Ja seda soojust kiirgatakse infrapunakiirguse kujul. Jedi käsi peaks koheselt söestuma. See tähendab, et mingisugune jõud peab soojust hoidma. Jällegi kasutavad mõõgaterad optilisi lainepikkusi, seega peab jõuväli sisaldama infrapunakiirgust, kuid edastama nähtavat valgust.
Sellised tehnilised uuringud toovad paratamatult kaasa tundmatute tehnoloogiate vajaduse. Kuid võime vähemalt öelda, et valgusmõõk koosneb mingist kontsentreeritud energiast, mis on jõuväljas kinni.
Mälu ütleb mulle, kuidas Star Treki frantsiisi tehniline konsultant Michael Okuda selgitas uut tehnoloogiat, mis tegi transportijad võimalikuks. Tema sõnul on Heisenbergi ebakindluse põhimõttest tingitud probleemide lahendamiseks väidetavalt vaja "Heisenbergi kompenseerijaid". See on kuulus kvantmehaaniline põhimõte, et osakese asukohta ja kiirust ei saa üheaegselt täpselt teada. Kuna inimene koosneb paljudest osakestest (aatomid ja nende koostisosad), siis kui proovite kunagi kedagi skannida, et teada saada kõigi nende aatomite asukoht, ei saa te tema asukohta ja liikumist täpselt mõõta. See tähendab, et kui proovite kedagi uuesti kokku panna, ei saa te prootoneid, neutroneid ja elektrone täpselt kokku koguda. Sügaval ja põhilisel füüsilisel tasandilHeisenbergi ebakindluse põhimõte ütleb, et sellised vedajad on võimatud. Kes on aga Star Treki loojatele Heisenberg? Kui Time reporterid küsisid, kuidas selline seade töötab, ütlesid nad "väga hea, aitäh".
Sellegipoolest oli huvitav teada, kui lähedal on kaasaegne teadus ikoonilise ulmetehnoloogia loomisele. Valgusmõõgi puhul on parim, mida kaasaegne tehnoloogia suudab, magnetvälja suletud plasmarelv. Jah, sellel on ka keraamiline südamik, mis kasutab väga tihedat energiaallikat, samuti jõuvälja, mis blokeerib infrapunakiirgust, kuid mitte nähtavat kiirgust. Uhh, lihtsalt sülita.
Jääb üle küsida inseneridelt, kui raske seda kõike teha on. Aga nad saavad, eks?
