Ljudje, ki se jim zdi fizika dolgočasna, se močno motijo. Razložiti zna vse na svetu, od srhljivih interakcij na drobnem merilu atomov in delcev do vedenja celotnih vesolj. In če to ni dovolj, lahko s fiziko ocenimo, kako realistične bodoče tehnologije so v znanstveni fantastiki. Fizik vesoljske plazme Martin Arker lahko na primer razloži številne odtenke svetlobnih mečev in Zvezde smrti v vesolju Vojne zvezd.
Trenutno se ukvarja z ocenjevanjem realizma eksplozivnega orožja, ki ga med drugim uporablja Han Solo - in kako ga lahko primerjamo s svetlobnimi meči. Pravzaprav so bile resnične različice tega orožja že davno razvite. Torej, ko je izšel film Solo prequel, je čas, da o njem več pogovorimo.
Ključ do razumevanja tehnologije Vojne zvezd bo plazma - tako imenovano "četrto stanje snovi" (poleg trdnega, tekočega in plinastega). So prosto tekoči električno nabiti delci, ki naravno sodelujejo z električnimi in magnetnimi polji. Plazma je pogosta v vesolju, vendar se na Zemlji redko pojavlja naravno. Lahko pa ga ustvarimo v laboratoriju.
Močni plazmoidi
Pogosta napačna predstava o eksplozijah je, da gre za lasersko orožje. Toda po kanonu Vojne zvezd to ne bi imelo smisla. Namesto tega so avtorji navedli, da je bila eksplozija "kakršno koli orožje velikega dosega, ki je izstrelilo kroglice intenzivne plazemske energije, pogosto zamenjano z laserji", in da je "energijsko bogat plin pretvoril v žareč žarek delcev, ki bi lahko zgorel skozi tarčo." Izkazalo se je, da so šopi eksplozij (žareči izstrelki) le kapljice plazme, nekaj podobnega svetlobnemu meču, ki leti po zraku.
Koherentne plazemske mase in z njimi povezana magnetna polja so znani kot plazmoidi. Znotraj zaščitnega ščita Zemlje - magnetosfere - običajno nastanejo plazmoidi v slabo razumljenem procesu magnetne ponovne povezave. To je eksplozivna rekonfiguracija linij magnetnega polja, ki se pojavi v prisotnosti plazme, zlasti na mestu, kjer se plazma spaja. Ko se to zgodi v naši magnetosferi, se nabiti delci pospešijo proti zgornji atmosferi in ustvarijo polarno sijo. Iz Zemlje se v obliki plazmoidov izloči tudi ogromna količina materiala.
Promocijski video:
Vendar pa ustvarjanje plazmoida na Zemlji ni enostavno. Demonstriramo lahko samo strukture, ki se hitro širijo in raztapljajo v zraku. Rešitev tega problema je uporaba magnetov, ki ujamejo vročo plazmo.
Blaster kroglice pa so izstrelki, zato jih magneti ne morejo podpirati od zunaj med njihovim gibanjem. Na srečo obstaja rešitev. Ker je plazma zelo prevodna, je mogoče v samem plazmoidu vzpostaviti električni tok. Ta tok bo ustvaril magnetna polja, ki omejujejo plazmo. Ti mehanizmi so znani kot sferomaki in v zadnjih dvajsetih letih zbujajo dodatno zanimanje za poskuse v fiziki plazme.
Resnične različice
Eden od načinov za ustvarjanje sferomaka je uporaba "plazemske tirnice", naprave, ki uporablja zunanji magnet za indukcijo tokov v plazmi in poganja izstrelek na visoke hitrosti. Dejansko so sferomaki, ki živijo nekaj sto mikrosekund, omogočili razvoj hitrosti do 200 km / s. To je precej impresivno in vsekakor omogoča njihovo uporabo kot orožje.
V sedemdesetih letih je bil v raziskovalnem laboratoriju ameriških zračnih sil v Albuquerqueju ustvarjen program SHIVA Star (poimenovan po večrokem bogu v hinduizmu), ki je razvil različne veje praktične uporabe fizike plazme. Eden od njih - MARAUDER - je temelj ene od številnih ameriških pobud za ustvarjanje izstrelkov na osnovi plazme.
To orožje je lahko proizvajalo krofne plazemske obroče in strele, ki so eksplodirali z uničujočimi toplotnimi in mehanskimi učinki ob udarcu, kar je ustvarilo impulz elektromagnetnega sevanja, ki je lahko zaustavilo elektroniko. Toda od leta 1993 status tega orožja ostaja negotov.
Temperature, ki jih je bilo mogoče doseči v takih napravah, so bile tisočkrat višje od sončnih. Z dovolj plazme bi vsak eksplozija povzročil veliko škodo, zato je eksplozija iz Vojne zvezd videti povsem realna.
Toda kako bi lahko to resnično eksplozivno orožje tekmovalo z drugim ikoničnim orožjem iz Vojne zvezd, svetlobnim mečem? Blaster vijak je v bistvu enakovreden rezilu svetlobnega sablja brez ročaja. Toda ko se srečata dve magnetno omejeni plazmi, je magnetna ponovna povezava neizogibna. To pomeni, da bi ob trku dveh svetlobnih mečev ustvaril eksploziven učinek, ki bi uničil tako orožje kot njegove nosilce. Toda z blaterjem bi bili daleč od eksplozije in popolnoma nepoškodovani.
Ilya Khel