¿Serán posibles los sables de luz en el futuro?

Como decía la respuesta de Quora User, los sables de luz que ves en las películas son campos de fuerza que contienen un arco de plasma.

(Esta imagen es de 「Ren」 / 「elrem」 [pixiv])

Cómo producir campos de fuerza similares es un punto difícil principal.

Laminar Plasma Jet es el tipo más simple, que utiliza una boquilla para controlar el plasma como laminar jet [1].

(Esta imagen es de referencia [1])

Un tipo mejorado inserta un electrodo de anillo entre el cátodo y el ánodo, puede aumentar la estabilidad del chorro de plasma, y ​​su principio es similar al pellizco electromagnético [2].

1. cátodo, 2. inserto de electrodo interno, 3. nanodo, 4. agua, 5. agua, 6. gasinlet principal, 7. gasinlet auxiliar

(Esta imagen es de referencia [2])

(Diagrama esquemático de una pizca electromagnética “trituradora de latas”, el fluido de plasma también puede ser pellizcado por campos magnéticos, al igual que la “lata”)

Y me gustaría presentar una idea que ideé cuando estaba leyendo un artículo sobre pellizco de campo invertido.

Una pizca de campo invertido (RFP), como el Tokamak, es un dispositivo utilizado para producir y contener plasmas casi termonucleares. La diferencia con Tokamak es que utiliza una configuración de campo magnético única como esquema para confinar magnéticamente un plasma. Hay dos grupos de imanes de anillo en el exterior del tubo, dos campos magnéticos anulares mutuamente perpendiculares superpuestos entre sí para formar una capa anular muy estable en la superficie del plasma, y ​​la dirección del flujo de la capa anular es perpendicular a la dirección del flujo del núcleo del plasma. .

(Los campos magnéticos de los dos grupos de imanes de anillo se superponen juntos, esta imagen es de Pinch de campo invertido: conceptos básicos)

(Esta imagen es de referencia [3])

Los campos magnéticos se superponen en el interior de los imanes de anillo, también se pueden superponer en el exterior de los imanes de anillo.

(Las líneas negras representan la sección longitudinal de un imán de anillo).

Aunque la intensidad de inducción magnética en el exterior de los imanes de anillo es menor que el interior de los imanes de anillo. Con base en la superposición de campos magnéticos, podemos hacerlo lo suficientemente grande como para confinar el plasma en el exterior, si ajustamos los campos magnéticos adecuadamente.

Entonces, creo que podemos hacer que los campos magnéticos se superpongan tanto dentro como fuera colocando tres grupos de imanes de anillo.

Podemos restringir varios haces de plasma fuera del imán y hacer que la dirección del flujo del haz de plasma sea perpendicular a la dirección del flujo del núcleo del haz de plasma de manera similar a la pizca de campo invertido.

De esta manera, podemos estabilizar los haces de plasma en el exterior y hacerlos bordes de la espada.

En la punta de la espada, volvemos los haces de plasma hacia atrás y formamos la corriente de plasma interior. Y volviendo los rayos de plasma nuevamente en la empuñadura de la espada, los rayos de plasma circulan a través de la espada de esta manera.

Si este diseño es exitoso, solo se necesita reponer una pequeña cantidad de plasma derramado.

Por encima de esto, también podemos agregar un grupo de imanes para formar un campo magnético en espiral y hacer que la superficie del haz de plasma externo se interconecte completamente envuelta alrededor del imán.

(El rojo es la dirección del flujo de los núcleos del haz de plasma interno y externo. El azul es la dirección del flujo de la superficie de los haces de plasma externo).

Esto es solo un boceto, el diseño final es ciertamente más complejo que mi boceto. Y debido a que no tengo suficiente conocimiento del electromagnetismo y la física del plasma, espero que otros puedan refinar aún más esta idea.

(Esta foto es de IXS Enterprise)

Un diseño similar también puede hacer un Escudo de energía fuera de los vehículos, incluso ayudando con un diseño básico en el manejo de Alcubierre.

Sin embargo, debido a la alta energía libre del plasma a alta temperatura, el rendimiento antivibraciones de los dispositivos fabricados en base a la idea anterior puede ser insuficiente.

Por lo tanto, cuando agitamos este sable láser, necesitamos una técnica excelente, tanto para evitar que la rapidez excesiva provoque la fuga de los haces de plasma como para que el ataque sea lo suficientemente rápido.

Además, la batería también es un problema debido a la gran cantidad de consumo de energía.

Aunque los científicos israelíes han desarrollado supercondensadores sólidos y pueden tener más mejoras en el futuro [4], es posible que solo pueda mantener encendido el sable de luz durante unos minutos.

Y Lightsaber se convertirá en un arma aristocrática.

(Esta foto es de 「Kuri_Ergosoom」 / 「Vectorek」 [pixiv])

Reducir el consumo de energía mientras se estabiliza el plasma es un problema que enfrentan todas las técnicas de confinamiento magnético. No solo la ciencia ficción como el Light Saber, este problema limita el uso práctico de la fusión por confinamiento magnético. La investigación sobre la microturbulencia del plasma a alta temperatura y hacer que el equipo responda a los efectos de la microturbulencia a tiempo son la clave de este problema.

La detección CCD de alta velocidad y el aprendizaje profundo se han utilizado para resolver problemas de turbulencia y reducir el consumo de energía [5] [6] [7] [8]. A través de estos estudios, creo que existe la posibilidad de que se comercialice la generación de energía de fusión nuclear.

La fabricación de un modelo de sable láser también se puede utilizar para investigar la microturbulencia del plasma a alta temperatura y puede ser útil en el estudio de la fusión por confinamiento magnético.

(Esta foto es de 「Ms.Twitter」 / 「ち ぇ る ス ィ ー MASA」 [pixiv])

Referencias

[1] Chornyi A, Smirnov I, Ziberov M, y col. AUMENTO DE LAS PROPIEDADES OPERATIVAS DE LOS RECUBRIMIENTOS DE SOLDADURA Y PLASMA CON NANOPOWDERS [J]. Centro Azucar, 2016, 43 (3): 21-28.

[2] PAN W, ZHANG W, ZHANG W, y col. Características del chorro de plasma de flujo laminar a presión atmosférica y su eficacia utilizada para el tratamiento de superficies de material [J] [J]. TRATAMIENTO CON CALOR DE METALES, 2000, 11: 016.

[3] Olofsson KEJ, Brunsell PR, Witrant E, et al. Síntesis y operación de un sistema de control de plasma pinch de campo inverso de orden fijo desacoplado por FFT basado en datos de identificación [J]. Plasma Physics and Controlled Fusion, 2010, 52 (10): 104005.

[4] Aronov D, Amir L, Burshtain D, et al. Métodos de fabricación de dispositivos de electrodos multifuncionales para la carga rápida de dispositivos de almacenamiento de energía: Patente de los Estados Unidos 9.373.837 [P]. 2016-6-21.

[5] Olofsson KE J. Análisis modal experimental no control asimétrico y control de MHD de pared resistiva en RFP: identificación del sistema y control de retroalimentación para el pinch de campo invertido [J]. Fusion Plasma Physics, 2012.

[6] Barana O, Manduchi G, Serri A y col. Un enfoque de red neuronal para la detección de la posición de bloqueo en RFX [C] // Fusion Engineering, 1999. Simposio sobre. IEEE, 1999: 575-578.

[7] Baltz EA, Trask E, Binderbauer M, y col. Logro del calentamiento neto sostenido del plasma en un experimento de fusión con el algoritmo optometrista [J]. Informes científicos, 2017, 7 (1): 6425.

[8] http://twicaagt.ugent.be/~gbrink …

Vale vale vale vale.

Respira hondo.

Primero, me gustaría felicitar a los genios aquí por hacer su investigación sobre campos magnéticos y plasma subtermonuclear, etc. Lee esas respuestas yo mismo, y aunque no soy en absoluto un científico, aprendí mucho y estoy convencido de que “sí, podría funcionar”.

Pero, estoy aquí para destrozar todo el “Sable de luz que alguna vez se hizo” y no es que puedan ser, sino que lo serán.

Respuesta corta: los sables de luz como los conocemos y los amamos no se harán porque aquí hoy les presento el arma que absolutamente, sin falta, cien por ciento garantiza que los primeros mil intentos nunca dejan de matar a dicho usuario de sable de luz o le devolvemos su dinero, garantizado ! :

Eso, y en mi opinión menos que profesional, que justo allí con algunos grabados y diseños ligeros, se ve mucho mejor en la cadera que un bastón de batería de espada láser, ¿no te parece?

Respuesta larga:

Podría haber ido con … bueno, cualquier arma de fuego balística realmente. Elegí este porque el Colt Dragoon es mi favorito absoluto de todos. Elegante, clásico, pasa por alto ciertas leyes de control de armas tanto actuales como futuras potenciales debido a las leyes de patrimonio nacional, y en general es algo que si veías una en la calle, solo unas pocas personas estarían realmente preocupadas porque carece de ese aspecto militar moderno y sensación. Buen iniciador de conversación con otros entusiastas en el campo o en cualquier lugar donde sea aceptable usar abiertamente un arma de fuego.

Pero lo suficiente sobre mi complacencia. ¿Por qué no se fabricaría el sable láser, tal como lo conocemos y amamos, en algún momento en el futuro cercano o lejano?

Bueno, como la fortuna lo tendría, una razón proviene directamente de Star Wars. El otro, de todos los lugares, la Europa medieval y un Papa que honestamente pensó que podría lograrlo.

La respuesta de Mandolores

Honesto con Dios, los mandolorianos son, sin lugar a dudas, los más realistas en términos de deprimirse y ensuciarse. La fuerza del sable de luz, como todos hemos visto, es ser capaz de ser no solo un arma ofensiva que puede cortar casi cualquier cosa, sino una defensiva que puede desviar municiones bláster (por cualquier magia que invente el verso de Star Wars). Entonces, ¿cuál es la mejor manera de matar a un Jedi (como también en un usuario de la fuerza) sin convertirse en Jedi o Sith?

Mandolore tiene la respuesta!

De acuerdo, también lo hacen esos tipos de asaltantes Tusken.

Pero además de eso (un viaje rápido a la Wookipedia más tarde) muchos cazadores de recompensas también usaron granadas, minas, lanzallamas y cohetes para derrotar a los Jedi, a menudo en peleas desiguales que perdonan la armadura. Es por eso que el mismo Boba Fett usa cohetes y lanzallamas en su arsenal. Un sable no puede desviar ninguno de esos, e incluso si puede desactivar la granada solitaria o la mía, pocos serían tan tontos como para llevar menos de dos.

Pero volviendo al tema de las armas balísticas, también podría citar directamente sobre este:

Gracias de nuevo, Wookipedia, que animo a seguir leyendo para ver el comentario completo sobre armamento balístico.

Ahora no quiero decir un punto de partida, pero si uno mira todo el verso de Star Wars, cada vez que vemos un “lanzador de babosas” se ve algo así:

Sin ofender, se parece a la versión de un cargador de boca de cañón utilizado en 1785, y una reparación perezosa con esencialmente la misma velocidad de disparo. No importa que también infrinja los escudos y su tipo a largo alcance sin penalización, ese es el tema de otras preguntas.

Pero para rematar esta larga sección llena de datos divertidos de Star Wars que destacaba a los asaltantes Tusken más que a los cazarrecompensas mandolorianos (nota para mí: habla más sobre los mandolorianos) … toma el rifle que ves arriba y enfréntalo contra una de estas bestias:

Cada uno de estos cumple un mejor rol para el combate o (en el caso del M82) cumple ese rol 10 veces mejor. Y eso sin reintroducirlos en la guerra:

Me gustan los usuarios de mi espada un poco rosa por dentro, ¿tú? Quizás asfixiados si creen que un búnker o edificio los protegerá.

Dejando a un lado el sarcasmo, Star Wars mismo admite que los “lanzadores de babosas”, también conocidos como nuestra balística moderna … la balística infernal de hace 300 años … hacen el trabajo de matar la única defensa de los sables de luz a la velocidad de disparo que desees.

Es por eso que la gente rechazaría las armas de fuego para lograr una era de armas más limpias y humanas de acuerdo con la historia de Star Wars … ¿verdad?

El caso del papa Inocencio II

He aquí, el hombre más poderoso de toda Europa a principios del siglo XII:

Papa inocente el segundo.

Probablemente me pregunto por qué sigo usando su nombre. ¿Por qué lo estoy enfatizando tanto? Verá, hay mucho que podemos aprender de este hombre.

En 1139, el Vaticano, y durante mucho tiempo antes y después, fue el poder preeminente de toda la Europa cristiana occidental. Y en ese año, el Vaticano celebró su segundo Concilio de Letrán. Una reunión muy importante en ese momento, con nuestro amigo el Papa Inocencio II presidiéndola.

Hombre encantador, ¿no lo parece?

Bueno, aparte de encanto o no, él y el resto de sus amigos en el centro del poder político establecieron un conjunto nuevo y mejorado de reglas para que todos los cristianos cumplan. Formalmente conocido como Canon 29 es la regla que discutiremos hoy: la prohibición de las ballestas.

Mira, las ballestas eran como el arma en ese entonces, como el señor Colt pretendía, y el ex presidente Reagan dijo: “El gran ecualizador”. ¿A qué hora le tomaría a un arquero profesional aprender su oficio? entonces ballesteros, uno justo después del otro. Las ballestas eran simples, fáciles de hacer y mantener, y podían enseñarse a casi cualquier persona. La Iglesia sintió que no era muy justo para todos esos caballeros que pasaron casi veinte años de sus vidas estar simplemente amortiguados por un par de campesinos con ballestas que comenzaron a aprender a usar hace un mes.

Ahora, en el canon de Star Wars ocurre lo mismo (que tendré que pedirle a alguien que lo complete por mí, ya que puedo encontrar la referencia adecuada y es ohgodtwam en la mañana).

Pero déjame decirte lo que sucedió en el mundo real.

En 1135 comienza la Anarquía, una guerra civil inglesa entre la emperatriz Matilda y Esteban de Blois. Esta guerra civil y el caos que siguió se apoyó fuertemente en tácticas anglo-normandas que involucraban a la caballería fuertemente armada apoyada por soldados de infantería que dependían en gran medida de la ballesta y menos del arco largo . Este conflicto termina con el Tratado de Winchester, a través del cual se utilizaron ambos estilos de arco en ambos lados.

Y desde entonces, a pesar de que el poder lo prohibía, todos continuaron usando arcos, especialmente ballestas, en la guerra. ¿Por qué? Porque fueron muy efectivos por eso. Nadie estaba dispuesto, ni siquiera la Liga Lombard, respaldada por el Vaticano, a dejar caer cualquier arma que fuera tan efectiva y esencial para su concepción moderna de la guerra.

En conclusión…

En conclusión, el sable de luz y sus afiliados nunca aparecerán en manifiestos militares futuristas de la realidad, no porque no se pueda hacer, sino porque esto:

es un “lanzador de babosas” que pone a la balística de Star Wars, y también a los blásters, en vergüenza absoluta en potencia de fuego sin adulterar. Ella ni siquiera es la más grande ni la más pequeña, y todos ignoran casi por completo la razón de existir de un sable de luz.

En resumen, ese bebé de arriba y todos sus amigos son la razón por la cual, con algún esfuerzo, puede existir un sable de luz, pero no existe un trillón de probabilidades .

He estado viendo las respuestas a continuación, y tengo que estar en desacuerdo. Los sables de luz que ves en las películas no son láseres. Son campos de fuerza que contienen un arco de plasma. La placa emisora ​​lanza el arco hacia arriba, que alcanza una cierta longitud y gira hacia atrás, alimentando la batería nuevamente.

¿Por qué no funcionará … bueno, aquí están las razones:

• El problema obvio aquí es que no tenemos campos de fuerza. Eso podría cambiar en el futuro. El campo de fuerza debe poder contener el calor del arco de plasma, pero consumir muy poca energía.
• Tenemos la capacidad de generar arcos de plasma sobrecalentados, pero actualmente no tenemos una buena manera de volver a la energía eléctrica de manera eficiente.

• Necesitamos fuentes de energía más eficientes. La energía requerida para cortar una pared o barra gruesa es más de lo que las baterías modernas pueden manejar. Hasta que esto cambie, cualquier forma de sable de luz morirá después de un corte momentáneo a través de un objeto sólido grueso.

Quiero reiterar una vez más: los sables de luz NO son láseres. Se parecen más a un soldador de arco, más fuerte y contenido dentro de un campo de fuerza, proyectado desde un pequeño mango que contiene la fuente de energía para el campo de fuerza y ​​el arco de plasma.

De ningún modo. Si estás pensando en esas bonitas espadas emisoras de luz que funden acero y carbonizan la carne, tengo malas noticias.

Los sables de luz son una de las armas favoritas de los geeks, pero la ciencia detrás de esto es mucho más complicada que destruir la Estrella de la Muerte. Lo más cerca que alguna vez estuvimos de hacer sables de luz fue, tal vez, algunos poderosos cañones láser diseñados para destruir misiles en el aire.

Los sables de luz fueron diseñados con dos objetivos básicos:

1. Para lucir genial, tecno y futurista

2. Ser armas primitivas e ineficaces para que los combatientes puedan permanecer dentro del alcance verbal y luchar durante el tiempo suficiente para insultarse mutuamente, aclarar malentendidos del linaje familiar, etc.

La física nunca fue parte del plan de diseño. Es relativamente fácil crear una fuente de luz de alta energía. Se necesitará mucha energía para funcionar durante el tiempo necesario para lograr una cantidad satisfactoria de intercambio verbal, más de lo que se puede almacenar en una batería recargable escondida en la empuñadura del sable, y es probable que la cosa se cocine sola y quien la haya sostenido antes dañar a alguien más, pero ese no es el gran problema. El verdadero problema es contener los fotones en un volumen cilíndrico sin espejos y estructuras de soporte. Esto no se puede hacer. No es una cuestión de tecnología, no existe un mecanismo de física que haga esto.

La otra idea loca es que los humanos y otros seres con tecnología de viajes espaciales en realidad querrían usar un arma con un alcance menor que una roca arrojada.

No existe una forma concebible, dentro de las leyes existentes de la física, de crear algo que posea todas las características y se comporte exactamente como se representa el sable de luz.

El sable de luz es una espada mágica con un brillo de ciencia ficción para enmascarar el hecho de que es una espada mágica, ala Excalibur et al, en todo menos en el nombre.

Algunos sables de luz muchas propiedades son totalmente incompatibles entre sí. Otros violan directamente varias leyes físicas existentes.

Es posible que algún día cree algo que posea algunas de las propiedades de un sable de luz, pero tendrá que elegir cuáles (ya que algunas de ellas son mutuamente excluyentes). Si el producto final está lo suficientemente cerca como para calificar para ser llamado “sable de luz” dependerá de las generaciones futuras decidir.

No

La idea de un “sable de luz” es que un poderoso haz de luz recorre una distancia fija y luego se detiene . Eso solo es posible si hay un trozo de algo allí para detenerlo; tu oponente derribará rápidamente el tapón y luego tu sable de luz se convertirá en un arma de rayos de larga distancia.

Fueron “tipo de” creado hace unos años. En 2013, los físicos del MIT estaban buscando una manera de unir los fotones, y accidentalmente los crearon como un subproducto. Mientras buscaban formas de entregar información cuántica, un grupo de físicos descubrió que cuando se disparaba más de un fotón a través de una nube de rubidio en una cámara enfriada por láser a unos pocos grados por encima del cero absoluto, los fotones se comportaban de manera inesperada. Por supuesto, esto significa que si realmente quisiera usar el “sable de luz”, tendría que pararse en este medio de rubidio enfriado.

Por supuesto, esto no era realmente un sable de luz real, pero el comportamiento de los fotones se parecía a la estructura de uno. Los fotones nunca simplemente se “detienen”. Tienen que ser absorbidos o reflejados, y si tuvieras los medios para producir uno, aún sería muy difícil hacerlo solo unos pocos pies de largo. También deberías considerar el tamaño: los sables de luz en Star Wars son de bolsillo; sin embargo, muchos láseres requieren un sistema de enfriamiento, y este ciertamente no es un hardware liviano. También necesitaría una gran cantidad de energía, sin mencionar que los fotones se reflejan fácilmente, por lo que cualquier cosa que refleje un láser, como un espejo, haría que el sable láser fuera inútil (y potencialmente peligroso para quien lo maneja).

Tal vez una cuchilla de plasma contenida dentro de una botella magnética en forma de espada, pero la luz (y los láseres) no se detienen. Una “espada láser” se extendería un poco más y probablemente causaría un daño considerable, similar a la siguiente explicación de XKCD: xkcd: Lightsaber

Este hombre brillante inventó un sable de luz real y funcional

Si bien esto es genial, no es exactamente un sable de luz. Solo quería publicarlo.

Estoy de acuerdo con todos. Con lo que entendemos sobre física, es muy poco probable que tal arma sea posible. Por lo que podemos deducir de las películas, estás hablando de un haz de energía autolimitante que parece tener atributos de un sólido. Puedes ver la hoja proyectando una sombra en algunas escenas sugiriendo que es sólida. Por mucho que me encantaría si pudiéramos, solo tendré que contentarme con mi accesorio FX.