Un arma elegante … de una época más civilizada. Entonces, el sable de luz se presentó a la audiencia hace unos 40 años. Un elemento invariable en los alrededores de cualquier Jedi, la espada brillante se ha conservado durante miles de años en la república galáctica. Junto con su primera aparición pública en 1977, cuando se estrenó la primera película de Star Wars, el público ha recordado durante mucho tiempo el característico zumbido del sable de luz y la batalla épica entre Darth Vader y Obi-Wan Kenobi. Un científico senior en Fermi Lab está trabajando en opciones realistas para darle vida al sable de luz. Y, como dice Don Lincoln, definitivamente aparecerá.
Construye un sable de luz
Dado el impacto de la franquicia de Star Wars en la sociedad, era inevitable que surgiera un segmento de la sociedad que quisiera hacer un sable de luz e incluso entrenar con él. Pero, ¿qué tipo de tecnología podría formar su base? A partir de aquí comenzaron los primeros intentos de aplicar ingeniería inversa a este dispositivo. La ingeniería inversa, en este contexto, es pensar en cómo se puede hacer … en lugar de construir una de esas espadas.
norte
Admítelo, sería bueno recibir una espada como regalo para el Año Nuevo. Pero Star Wars, digan lo que digan, es ciencia ficción. ¿Qué podrían hacer los científicos e ingenieros para construir una espada así (en la pantalla, por supuesto, es hermoso, pero es casi imposible limitar el rayo láser de esta manera)?
Imagen: es.clubpenguin.wikia.com
En la película, se muestra que las hojas de los sables de luz se extienden 1,2 metros de largo. Definitivamente contienen cantidades colosales de energía y pueden derretir grandes cantidades de metal. Esta arma claramente tiene una fuente de energía poderosa y compacta. Pueden cortar la carne sin ninguna dificultad, pero sus mangos no están particularmente calientes para quemar la mano que los sostiene. Los dos sables de luz no se atraviesan y las hojas también vienen en diferentes colores.
Video promocional:
Dado el nombre y la apariencia, surge el primer pensamiento obvio: estos sables de luz deben estar usando algún tipo de láser. Pero esta hipótesis es fácil de descartar. Los láseres no tienen una longitud fija, lo que es fácil de comprobar con un simple puntero láser. Además, a menos que la luz se disperse de alguna manera, el rayo láser es esencialmente invisible. Ninguna de estas características describe nuestra espada.
¿Cuchillas de plasma?
El plasma sería una tecnología más realista. Dicho material se crea después de eliminar electrones de los átomos de gas, en el proceso de la llamada ionización. El plasma es el cuarto estado de la materia, después de los conocidos sólido, líquido y gaseoso. Usted también ha visto muchos ejemplos de plasma en su vida. El resplandor de una luz fluorescente es plasma, al igual que las luces de neón.
Este plasma parece estar muy frío porque puede tocar el tubo sin quemarse los dedos. Pero generalmente el plasma está caliente, con una temperatura de varios miles de grados. Sin embargo, la densidad del gas en el tubo de luz fluorescente es tan baja que incluso a altas temperaturas, la energía térmica total es muy baja. Una complicación adicional es que los electrones en el plasma tienen energías mucho más altas que los átomos ionizados de los que emergen estos electrones. La energía térmica de una taza de café (que es mucho más fría) es significativamente mayor que la energía contenida en la luz fluorescente.
Sin embargo, algo de plasma genera un calor significativo. En plasmatrones. El principio de funcionamiento es el mismo que el de una bombilla, pero con una gran cantidad de corriente eléctrica. Hay muchas formas de hacer un plasmatrón, pero la más simple involucra dos electrodos y un material conductor, generalmente un gas como oxígeno, nitrógeno o algo así. El alto voltaje a través de los electrodos ioniza el gas y lo convierte en plasma.
Imagen: frikiamigo.com
Dado que el plasma es conductor de electricidad, puede transmitir una poderosa corriente eléctrica al material objetivo, calentándolo y fundiéndolo. Tal dispositivo se llama cortador de plasma, pero en realidad es un arco eléctrico (soldadura) y el plasma actúa como conductor de corriente eléctrica. La mayoría de los cortadores de plasma funcionan bien cuando el material que se corta es conductor porque el material puede completar el circuito y enviar corriente eléctrica de regreso al dispositivo a través del cable que conecta la antorcha al objetivo. También existen cortadores dobles, entre los que pasa la electricidad, que permiten cortar materiales no conductores.
Entonces, los plasmatrones pueden generar áreas de calor intenso, pero requieren una enorme cantidad de corriente eléctrica, y los sables de luz no parecen ser capaces de proporcionar tal corriente. ¿Quizás entonces los sables de luz son solo tubos de plasma supercaliente? Tampoco, porque el plasma actúa como un gas caliente que se expande y se enfría, como el fuego ordinario (que también suele ser plasma, aunque solo sea porque brilla). Por lo tanto, si el plasma subyace al sable de luz, deberá estar contenido en algo.
norte
Afortunadamente, existe tal mecanismo. Un plasma formado por partículas cargadas (a alta velocidad) puede controlarse mediante campos magnéticos. De hecho, algunas de las tecnologías de fusión más prometedoras utilizan campos magnéticos para confinar el plasma. La temperatura y la energía total contenidas en el plasma sintetizado son tan altas que incluso un recipiente de metal que los contenga se derretiría.
Tal vez un sable de luz sea suficiente. Los campos magnéticos fuertes junto con el plasma denso y supercaliente ofrecen una forma posible de crear un sable de luz. Pero aún no hemos terminado.
Si tomamos dos tubos de plasma que se sostienen magnéticamente, se atravesarán entre sí … no habrá duelos épicos. Así que tenemos que averiguar cómo hacer que las espadas tengan un núcleo sólido. Y el material del que estará compuesto debe ser resistente a las altas temperaturas.
Puede ser adecuada una cerámica que pueda exponerse a altas temperaturas sin fundirse, ablandarse o deformarse. Pero el núcleo de cerámica dura tiene un problema: cuando el Jedi no usa la espada, esta cuelga de su cinturón y el mango mide 20-25 centímetros de largo. El núcleo de cerámica debe saltar del mango como un demonio de una caja de rapé.
Fuerza bruta
Así es como yo (Don Lincoln) imagino construir un sable de luz, aunque mi proyecto también tiene problemas. En Star Wars: Episodio IV - Una nueva esperanza, Obi-Wan Kenobi corta la mano del alienígena con un movimiento ligero y casual. Este momento indica silenciosamente qué tan caliente debe estar el plasma.
Imagen: carlos92.deviantart.com
En Star Wars: Episodio I - La amenaza fantasma, Qui-Gon Jinn inserta su sable de luz en una puerta pesada, primero haciendo un corte profundo y luego simplemente derritiéndolo. Si observa esta secuencia y asume que la puerta es de acero, tenga en cuenta el tiempo dedicado a calentar y fundir el metal, puede calcular la energía que debería poseer dicha espada. Resulta en algún lugar alrededor de 20 megavatios. Teniendo en cuenta el consumo promedio de electricidad doméstica, alrededor de 1.4 kilovatios, un sable de luz puede alimentar 14,000 casas comunes hasta que se agote la batería.
Una fuente de energía de esta densidad está claramente más allá del alcance de la tecnología moderna, pero quizás podamos suponer que los Jedi conocen un secreto. Después de todo, viajan más rápido que la velocidad de la luz.
Pero hay un problema físico. Esta energía implica que el plasma estará increíblemente caliente y solo a unos centímetros de la mano del portador de la espada. Y este calor se irradiará en forma de radiación infrarroja. La mano del Jedi debería quemarse instantáneamente. Esto significa que algún tipo de fuerza debe mantener el calor. Nuevamente, las hojas de las espadas utilizan longitudes de onda ópticas, por lo que el campo de fuerza debe contener radiación infrarroja pero transmitir luz visible.
Esta investigación técnica conduce inevitablemente a la necesidad de tecnologías desconocidas. Pero al menos podemos decir que un sable de luz está compuesto por algún tipo de energía concentrada atrapada en un campo de fuerza.
La memoria me cuenta cómo Michael Okuda, consultor técnico de la franquicia Star Trek, explicó la nueva tecnología que hizo posible los transportadores. Dijo que había "compensadores de Heisenberg" supuestamente necesarios para corregir los problemas causados por el principio de incertidumbre de Heisenberg. Este es el famoso principio de la mecánica cuántica de que no se puede conocer simultáneamente la ubicación y velocidad de una partícula con alta precisión. Dado que una persona está formada por muchas partículas (átomos y sus constituyentes), si alguna vez intenta escanear a alguien para averiguar la ubicación de todos sus átomos, no podrá medir con precisión su posición y movimiento. Esto significa que cuando intentas reensamblar a alguien, no podrás recolectar con precisión protones, neutrones y electrones juntos. A un nivel físico profundo y fundamental,El principio de incertidumbre de Heisenberg dice que tales transportadores son imposibles. Pero, ¿quién es Heisenberg para los creadores de Star Trek? Cuando los periodistas de Time preguntaron cómo funciona un dispositivo de este tipo, respondieron "muy bien, gracias".
Aún así, fue interesante saber qué tan cerca está la ciencia moderna de crear tecnología icónica de ciencia ficción. En el caso de un sable de luz, lo mejor de lo que es capaz la tecnología moderna es un arma de plasma encerrada en un campo magnético. Sí, también tendrá un núcleo cerámico que utiliza una fuente de energía muy densa, así como un campo de fuerza que bloquea la radiación infrarroja, pero no visible. Uf, un escupitajo.
Queda por preguntar a los ingenieros qué tan difícil será hacer todo esto. Pero pueden, ¿verdad?
