Fortunatamente, un tale meccanismo esiste. Il plasma costituito da particelle cariche (ad alta velocità) può essere controllato da campi magnetici. In effetti, alcune delle tecnologie di fusione nucleare più promettenti utilizzano i campi magnetici per confinare il plasma. La temperatura e l'energia totale contenuta nel plasma sintetizzato sono così elevate che fonderebbero anche il recipiente metallico che lo contiene.

Forse le spade laser andranno bene. Forti campi magnetici accoppiati con plasma super caldo e denso offrono un possibile modo per creare una spada laser. Ma non abbiamo ancora finito.

Se prendiamo due tubi al plasma tenuti magneticamente, si attraverseranno l'uno attraverso l'altro... non ci saranno duelli epici. Quindi dobbiamo capire come far sì che le spade abbiano un nucleo duro. E il materiale di cui sarà composto deve essere resistente alle alte temperature.

Può essere adatta una ceramica che può essere esposta ad alte temperature senza sciogliersi, ammorbidirsi o deformarsi. Ma il solido nucleo in ceramica ha un problema: quando il Jedi non usa la spada, questa pende dalla cintura, e l'elsa è lunga 20-25 centimetri. Il nucleo in ceramica dovrebbe saltare fuori dal manico come un giocattolo a molla.

Forza bruta

È così che io (Don Lincoln) immagino di costruire una spada laser, anche se il mio progetto presenta dei problemi. In Star Wars: Episodio IV - Una nuova speranza, Obi-Wan Kenobi taglia il braccio di un alieno con un movimento semplice e casuale. Questo momento indica silenziosamente quanto dovrebbe essere caldo il plasma.

In Star Wars: Episodio I - La minaccia fantasma, Qui-Gon Jinn inserisce la sua spada laser in una porta pesante, prima praticando un taglio profondo e poi semplicemente sciogliendola. Se osservi questa sequenza e presumi che la porta sia d'acciaio, tenendo conto del tempo impiegato a riscaldare e sciogliere il metallo, puoi calcolare l'energia che deve avere una spada del genere. Ciò equivale a circa 20 megawatt. Considerando il consumo medio di elettricità domestica - circa 1,4 kilowatt - una spada laser può alimentare 14.000 case normali fino all'esaurimento della batteria.

Una fonte di energia di tale densità è chiaramente oltre i limiti della tecnologia moderna, ma forse possiamo supporre che i Jedi conoscano qualche segreto. Dopotutto, viaggiano più veloci della luce.

Ma c'è un problema fisico. Questo tipo di energia significa che il plasma sarà incredibilmente caldo e si troverà a pochi centimetri dalla mano del proprietario della spada. E questo calore verrà emesso sotto forma di radiazione infrarossa. La mano dello Jedi dovrebbe essere carbonizzata all'istante. Ciò significa che una certa forza deve trattenere il calore. Ancora una volta, le lame della spada utilizzano lunghezze d'onda ottiche, quindi il campo di forza deve tenere fuori la radiazione infrarossa ma consentire il passaggio della radiazione visibile.

Tale ricerca tecnica porta inevitabilmente alla necessità di tecnologie sconosciute. Ma almeno possiamo semplicemente dire che una spada laser consiste in una sorta di energia concentrata contenuta in un campo di forza.

La memoria ci racconta come Michael Okuda, consulente tecnico del franchise di Star Trek, abbia spiegato la nuova tecnologia che ha reso possibili i trasportatori. Disse che c'erano dei "compensatori di Heisenberg" presumibilmente necessari per correggere i problemi causati dal principio di indeterminazione di Heisenberg. Questo è il famoso principio della meccanica quantistica secondo cui non è possibile conoscere con elevata precisione la posizione e la velocità di una particella allo stesso tempo. Poiché una persona è composta da molte particelle (atomi e loro parti), se mai provassi a scansionare qualcuno per scoprire la posizione di tutti i suoi atomi, non saresti in grado di misurare con precisione le loro posizioni e movimenti. Ciò significa che quando provi a riassemblare qualcuno, non sarai in grado di assemblare accuratamente protoni, neutroni ed elettroni insieme. A un livello fisico profondo e fondamentale, il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che tali trasportatori sono impossibili. Ma chi è Heisenberg per i creatori di Star Trek? Quando i giornalisti del Time hanno chiesto come funzionasse un dispositivo del genere, hanno risposto “molto bene, grazie”.

Tuttavia, è stato interessante vedere quanto la scienza moderna sia vicina alla creazione di un’iconica tecnologia fantascientifica. Nel caso di una spada laser, il meglio che la tecnologia moderna può fare è un’arma al plasma racchiusa in un campo magnetico. Sì, avrà anche un nucleo ceramico che utilizza una fonte di energia molto densa, nonché un campo di forza che blocca la radiazione infrarossa, ma non quella visibile. Uffa, è un gioco da ragazzi.

Non resta che chiedere agli ingegneri quanto sarà difficile realizzare tutto questo. Ma possono farlo, giusto?

Forse anche gli spettatori occasionali di Star Wars concorderanno sul fatto che la spada laser è l'arma più spettacolare mai apparsa sullo schermo. Il combattimento che coinvolge questo equipaggiamento è così elegante da avere un potere quasi ipnotico. Bene, il messaggio è chiaro: le spade laser sono le armi più letali dell'universo. E, nonostante non tutti abbiano un flusso di Potere sufficientemente persistente che scorre nelle vene, ognuno di noi, nel profondo della propria anima, sogna di vedersi con questo strumento nella mano destra.

Fantasia scientifica

L'idea di un'arma come una spada laser è semplicemente geniale: un'arma leggera e molto potente che richiede solo una piccola dose di energia può sconfiggere i rappresentanti del Lato Oscuro in un colpo solo e diventare uno scudo efficace contro i lampi laser.

Allora perché l'umanità non sviluppa un equipaggiamento simile nella vita reale? Naturalmente, per iniziare a realizzare queste fantastiche armi, non basta che i fisici siano incredibilmente intelligenti. Sì, devono semplicemente adorare Star Wars.

Il modo più ovvio per creare un'arma del genere comporterebbe l'uso di un laser, che apparirebbe sotto forma di lampi di luce particolarmente luminosi. Ma anche se questa tecnologia sta diventando sempre più avanzata e viene utilizzata nell’ingegneria meccanica, la spada luminosa è ancora solo una fantasia. Diamo un'occhiata al perché.

Luce sfuggente

La prima difficoltà nasce dal fatto che la spada dovrà avere dimensioni accettabili. Diciamo che hai optato per una lunghezza di circa un metro. Ma per formare una spada da un raggio laser, è necessario farla “fermare” in un certo modo. Questo sarà un compito piuttosto impegnativo, poiché la luce ha una tendenza naturale a muoversi a meno che non ci sia un ostacolo davanti ad essa.

La soluzione ottimale a questo problema potrebbe essere quella di posizionare uno specchio sulla punta della lama. Ma immagina quanti inconvenienti porterà questo design. Dopotutto, per installare un piccolo specchio dovrai utilizzare parti aggiuntive. Inoltre renderà la spada troppo fragile per essere usata come arma.

Problemi di progettazione

Il secondo problema è che l’arma sviluppata consumerà molta energia. Ma abbiamo bisogno esattamente del contrario. La lama richiederà molta forza per poter tagliare determinati materiali. I laser di saldatura utilizzati nell'industria sono in grado di farlo. Ma vale la pena considerare che sono dotati di un'enorme potenza elettrica e comportano costi di diversi kilowatt di energia. Infatti, anche se magicamente riesci a superare questo problema, ci sarà un altro “ma” che ti ostacolerà. Il dispositivo laser richiederà un potente meccanismo di raffreddamento, altrimenti l'impugnatura della spada calda brucerà semplicemente la mano dell'utente.

Dove saremmo senza effetti?

Oltre a ciò sorgeranno difficoltà nell’uso pratico delle armi leggere. Innanzitutto, due spade laser non possono mai scontrarsi tra loro. Si attraversano semplicemente l'un l'altro, senza lasciare l'effetto sorprendente che appare nei film.

Inoltre, la luce laser viene focalizzata in una direzione specifica così rapidamente che l'occhio umano semplicemente non ha il tempo di coglierla. Questo è il motivo per cui la nebbia viene utilizzata nelle discoteche. Le particelle di fumo che volano nella stanza agiscono come minuscoli diffusori. Suddividono la luce laser in molti pezzi rendendo così visibili i raggi.

Plasma come alternativa

Ma non disperare. Nessuno sta dicendo che una spada laser debba essere basata sulla tecnologia laser. Esistono già armi alternative: sono fatte di plasma. Questa sostanza è un gas caldo, letteralmente bruciante. A causa dell'intenso riscaldamento, i suoi atomi si disintegrano nei singoli componenti, che sono elettroni e nuclei.

La cosa più interessante è che il plasma può emettere colori diversi. La tonalità di una sostanza dipende dal gas di cui è composta. Ad esempio, la luce al neon è l'effetto del neon convertito allo stato di plasma. Le spade verdi dei cavalieri Jedi possono essere realizzate con cloro. Ma le armi a luce rossa dei cattivi Sith sono facili da creare dall'elio.

Cos'è una spada al plasma? Nell'impugnatura dell'arma è nascosto un alimentatore piccolo ma piuttosto potente. Da esso si diparte un sottile filo circondato da un gas inerte, la cui funzione è quella di trasmettere una carica elettrica. Quando la spada è accesa, crea l'effetto di una lampada a incandescenza. La carica elettrica riscalda le particelle di gas, facendole trasformare in plasma. La lampada diventa così calda che può sciogliere istantaneamente qualsiasi oggetto.

Come realizzare una spada Jedi con le tue mani aslan ha scritto il 6 gennaio 2018

In questo post ti dirò come realizzare una spada laser completamente con le tue mani:

Innanzitutto, abbiamo bisogno di questo diagramma con i disegni della maniglia originale.

Come base ho preso un tubo in PVC di plastica grigia con pareti sottili con un diametro di 40 mm. Non ricordo il nome esatto, ma in un negozio di ferramenta lo trovi facilmente nel reparto idraulico.

Su di esso contrassegniamo la lunghezza della futura maniglia.

Stampalo e mettilo sul tubo:

Tagliamolo. Risulta così:

Praticare dei fori nelle orecchie:

Lo fissiamo alla maniglia secondo lo schema, segniamo la posizione e facciamo un taglio per i pulsanti di accensione.

E incollalo

Ora che la colla si è indurita, levigiamo bene il tutto con carta vetrata fine e passiamo su tutta la superficie del manico. Successivamente, utilizzando un solvente, sgrassare l'intera superficie della maniglia, adescare e verniciare.

Dopo che il primo strato si è asciugato (in circa un giorno), aggiungi gli elementi decorativi in ​​plastica secondo lo schema e dipingi di nuovo.

Questa è la vernice che ho usato

Lei è la soluzione migliore. Prima usavo la vernice più economica della FOX, si è rivelata terribile, diventa scura quando viene toccata e dopo la verniciatura diventa completamente grigio scuro.

Secondo lo schema, creiamo un anello e lo dipingiamo allo stesso modo, magari in uno strato.

Dopo che la vernice si è completamente asciugata (dopo 24 ore), rivestire la maniglia con vernice lucida.

Ritagliamo gli ultimi elementi di design dalla plastica secondo lo schema, li incolliamo con la lettera T, li dipingiamo di nero opaco e li incolliamo sulla maniglia.

Questo risulta essere un ottimo strumento.

Ora riguardo al ripieno.

Tutto il ripieno è assemblato secondo questo schema:

Una batteria da 12 volt può essere acquistata presso un negozio di giocattoli RU o un negozio di attrezzature softair. Il convertitore da 12 - 5 volt è un normale caricatore USB da auto per l'accendisigari.

Le schede audio potrebbero essere diverse. Di solito prendo le spade HASBRO, ma ora vendono spade economiche a prezzo fisso, hanno una copia identica della scheda audio HASBRO installata, a quanto pare qualcuno non era troppo pigro per copiarla. La qualità del suono è eccellente.

Hai anche bisogno di un altoparlante, è meglio prenderlo da un sistema acustico portatile. Gli altoparlanti da 4 watt e 4 amp sono i migliori, sono bassi e vibrano bene.

Per tutta questa elettronica avrai bisogno di un telaio in modo da poter smontare facilmente la spada in qualsiasi momento per riparazioni o aggiornamenti. L'abbiamo tagliato dallo stesso tubo, ho ottenuto qualcosa del genere:

Lo inseriamo nella maniglia, segniamo il foro per il pulsante e lo riempiamo:

La prossima in linea è la batteria, il filo positivo è immediatamente collegato al pulsante.

E poi, secondo lo schema, tutto il resto dell'elettronica. È molto importante che il convertitore da 5 - 12 volt sia collegato dopo il pulsante e non prima.

Ora tutta questa roba può essere attaccata alla maniglia

Aggiungiamo un pulsante tagliato da una cartuccia SEGI e mettiamo della plastica sul fondo in modo che i pulsanti possano essere premuti e il gioco è fatto.

Questa è la bellezza che abbiamo ottenuto

La famosa serie Star Wars di George Lucas presentava molti tipi di armi fantastiche, ma forse soprattutto il pubblico ricorda i duelli con la spada laser.

Ahimè, non c'è ancora niente di simile, anche se l'idea in sé è a suo modo originale: al posto della lama d'acciaio c'è un raggio che colpisce, che riflette anche gli attacchi laser. È possibile una spada laser dal punto di vista della fisica moderna?

Un'opzione è il laser. Ma anche alla luce degli straordinari risultati ottenuti nel campo della tecnologia laser, siamo molto lontani da ciò che abbiamo visto nei film. Il primo problema è la formazione di una trave di lunghezza fissa. Come sai, la luce si diffonde fino al primo ostacolo. Supponiamo che sarà uno specchio. Il risultato sarà qualcosa che somiglia poco a un'arma formidabile, con un fragile specchio all'estremità.

Il secondo problema è creare la trave stessa, in grado di tagliare vari materiali. L’esempio più vicino sono i laser per saldatura industriale. Affinché funzionino con successo, sono necessari diversi kilowatt di energia, creata da un alimentatore di dimensioni impressionanti, non commisurato al manico di una spada laser. E lo stesso combattimento “laser” sarà completamente diverso da quello nei film. I raggi si attraverseranno senza alcun effetto.

Un'alternativa al laser è il plasma caldo ottenuto utilizzando potenti scariche elettriche in un ambiente gassoso. Inoltre, gas diversi emettono colori diversi, proprio come in Star Wars. Dal punto di vista della fisica moderna, sarà simile a questo.

Un cavo sottile e lungo è collegato a un piccolo ma potente alimentatore integrato nell'impugnatura, attraverso il quale vengono forniti contemporaneamente scarica elettrica e gas. Quando viene accesa, il gas attorno al filamento si trasforma in un plasma caldo, capace di tagliare qualsiasi oggetto con la stessa precisione di una lama.

A prima vista, tutto ciò che è stato detto non sembra abbastanza convincente, ma l'Impero Galattico non è stato creato in un giorno.

• Traduzione

Grazie all'ampia descrizione tecnica creata dagli autori, abbiamo un'idea abbastanza chiara di come Forse costruito una spada laser. E ormai da diversi decenni milioni di fan dell'universo di Star Wars sognano di creare tale tecnologia. Vediamo quanto vicino la scienza moderna ci consente di creare un'arma alla spada laser?



Questo è l'aspetto della spada laser "originale" in sezione trasversale.

Per prima cosa, scopriamo come funziona la spada laser Jedi. Nonostante il nome, il raggio di quest'arma non è fatto di luce. Questo è un termine errato (se si può parlare di errore in questo caso) dello stesso ordine di "stella cadente" in relazione ai meteoroidi che bruciano nell'atmosfera terrestre. Poetico, ma niente di più. La descrizione più corretta del principio di funzionamento di una spada laser sarebbe la seguente: viene creato un arco al plasma che, con l'aiuto di un campo magnetico e di un cristallo di focalizzazione, viene “allungato” sotto forma di una linea lunga e sottile. Ma tieni presente che esiste qualcosa di molto simile alla forza usata dai Jedi e dai Sith per manipolare gli oggetti fisici.

Come esempio tratto dalla vita reale, ecco questo arco elettrico che cambia forma sotto l'influenza di un campo magnetico durante la riproduzione di musica:

Un altro esempio di arco:

È del tutto possibile immaginare come questo arco venga “preso” al centro ed esteso di circa un metro, trasformandosi nella “lama” di una spada. Anche se in realtà si tratta di un compito molto difficile, torneremo su questo argomento più avanti.

Oggi utilizziamo già tecnologie molto vicine alla descrizione sopra del principio di funzionamento di una spada laser. Ad esempio, le macchine per il taglio dei metalli nelle fabbriche di tutto il mondo utilizzano un “raggio” di plasma super caldo (fino a 40.000 gradi).

Questo diagramma mostra il design di un taglierino al plasma ed è simile a come potrebbe essere costruita una spada laser. Sfortunatamente, è qui che finiscono le somiglianze. L'arco formatosi è di dimensioni molto ridotte (nel diagramma è indicato con una linea blu). Accende il gas fornito sotto pressione, che funge da refrigerante, scaricando l'energia dell'arco verso l'esterno.

Il principale “svantaggio” del taglia plasma, dal punto di vista del nostro compito, è la dimensione molto ridotta dell'arco. Nel migliore dei casi, può essere “allungato” fino a 12-15 cm, inoltre questi dispositivi consumano un'enorme quantità di elettricità. L'ugello della taglierina deve essere costantemente raffreddato con acqua corrente, altrimenti si scioglierà molto rapidamente. In alcune frese, il flusso di gas funge da catodo e la superficie da tagliare funge da anodo. Di conseguenza, l'arco plasma è relativamente lungo ed esteso all'esterno dell'apparecchio. Ma in ogni caso, tali plasmatroni non possono essere usati come armi. Se non altro perché dovrai prima collegare un cavo ad alta tensione al tuo avversario.

Non disponiamo ancora della tecnologia per disegnare e mantenere un arco utilizzando un campo magnetico. Anche se lo tiri verso l'esterno da qualche ipotetica maniglia, sarà instabile, deviando costantemente ai lati in modo casuale, cercando di "attaccarsi" alla superficie più vicina.

Inoltre, poiché l'arco sarà un anello estremamente allungato, i rami situati a piccola distanza l'uno dall'altro si uniranno semplicemente e l'arco si accorcerà nuovamente. Ma anche se in qualche modo risolviamo entrambi i problemi descritti, ne abbiamo ancora altri: una potente perdita di calore e la natura intangibile, per così dire, dell'arco, cioè con il suo aiuto è impossibile bloccare o parare il colpo dell'arma di un nemico.

Un altro modo

Probabilmente vale la pena pensare in una direzione completamente diversa. Quindi, il nostro compito è creare un'arma portatile in grado di tagliare vari materiali e dotata di una lama "retrattile" luminosa. Oggi, l’opzione più vicina teoricamente a nostra disposizione è una serie di diversi fili costituiti da nanotubi di carbonio. La capacità di taglio della corda può essere impartita utilizzando un campo elettromagnetico pulsante e/o plasma. Questo tipo di "spada vibrante energetica" nel suo design assomiglierà a un arco, perché è necessario in qualche modo tendere questo filo. Altrimenti ti ritroverai con una frusta, non con una spada.

Per garantire la “retrattilità” della lama, potrebbe essere necessario rendere telescopica la parte rigida della lama e posizionare il filo sotto forma di bobina nel manico. Per garantire un'elevata resistenza meccanica, la parte telescopica può essere realizzata anche con nanotubi di carbonio. La parte dura della lama sarà abbastanza sottile da seguire il filo caldo attraverso il materiale da tagliare, e allo stesso tempo abbastanza spessa da resistere al colpo di un'arma nemica.

Per massimizzare la durata del filo da taglio e ridurre la perdita di calore, è necessario applicare energia immediatamente prima del contatto con la superficie da tagliare, rilasciando un impulso dall'impugnatura alla punta. I fili che formano il filo si consumano gradualmente man mano che la carica passa dagli strati esterni del filo al nucleo. Di conseguenza, si osserverà l'effetto di un'ablazione costante, che richiederà un rinnovo regolare del filo, perché sarà molto sottile. Più è sottile, maggiore sarà la capacità di taglio dell'arma.

La fonte di energia sarà comunque molto grande e potrebbe dover essere trasportata in uno zaino. Sarà necessario risolvere il problema dell'isolamento termico della maniglia, anche mediante una limitazione forzata del tempo di funzionamento continuo. Data l'elevatissima luminosità del bagliore del filo caldo, sarà necessario utilizzare appositi occhiali protettivi dalla luce. Se parliamo dell'utilizzo delle conquiste più avanzate della scienza, gli occhiali possono essere anche qualcosa di più di semplici filtri ottici. Potrebbe essere consigliabile utilizzare gli occhiali intelligenti. Sebbene siano completamente trasparenti se indossati normalmente, si scuriranno o opacizzeranno dinamicamente solo una piccola area del campo visivo, abbastanza grande da coprire il filo caldo e incandescente.

Ecco come potrebbe apparire la descritta “vibro-spada energetica”:

Quali tecnologie più o meno accessibili (o promettenti) suggeriresti di utilizzare per tali armi portatili?