Plasma ve tvaru čepele

Plasma je energetický plyn sestávající z nabitých částic a používá se jako řezačka v průmyslu, hlavně při zpracování elektricky vodivého materiálu. Ionizovaný proud plynu je foukán přes stlačený vzduch a vytváří okruh s materiálem, který má přeříznout. Dochází tak k obrovskému zahřátí a materiál roztaje. Teplo může být poměrně extrémní a dosahuje až 20 000 stupňů Celsia. Tedy víc než dost na rozsekání několika bezpečnostních droidů.

Jenže pokud budete chtít useknout ruku hladového wampy nebo jen osekat větve ze stromu, začínají poměrně značné potíže. Navzdory tomu se ovšem plasma dá využít i v neprůmyslových oblastech. Nízkoteplotní čepele tvořené ionizovanými částicemi mohou likvidovat mikroby a teoreticky se dají použít i na vypalování malých kousků masa. V roce 2020 vyrobili v Hacksmith Industries „čepel“ o teplotě přes 4 000 stupňů Celsia.

Světelný pramen uvnitř dílny

Použili ji na porcování několika materiálů, jen o něco pomaleji než mistr Jedi. Největším problémem je ale zdroj plynu. Pokud mají materiál skutečně zahřát, musí částice odněkud přicházet. Tento prototyp byl tudíž připojen na obrovskou nádrž, a i tak proud plasmy vydržel jen krátce. Jde o problém, který byl vyřešen jen částečně. Obvyklým zdrojem je stlačený xenon, což vyžaduje obrovské nádrže. Rodící se nové technologie jsou jen ve hvězdách.

A co kdyby byl světelný meč opravdu ze světla? Světlo je vlnění v elektromagnetickém poli složené z fotonů. Fotony patří mezi částice zvané bosony s několika unikátními vlastnostmi. Řečeno jednoduše, je jedno, kolik jich je v nějakém prostoru, vždycky je místo pro další. Vhodné vyrovnání jediné barvy, jejíž fotony by se odrážely ve správně tvarované komoře, by znamenalo obrovské množství energie. Jde o světelné zesílení neboli laser.

Základní fyzikální překážky

Částice s částečnou rotací, jako poloviční, jsou komplikace. V principu se totiž více částic ve stejném kvantovém stavu nemůže překrývat. Například elektrony obklopují jádro atomu a strkají se takovým způsobem, který jim dovoluje základní chemie. Bez těchto základních principů by byl celý vesmír hmotný asi jako přízrak. Elektrony si svoje místo udržují výměnou elektrických nábojů, čímž stejně nabité částice drží v uctivé vzdálenosti.

Fotony si žádné síly nemění, což se ještě přidává ke skutečnosti, že jsou celkem netečné k existenci dalších světelných vlnových délek. Existují vzácné okolnosti, kdy se fotony mohou náhodně střetávat. Pokusy s vysoce výkonnými lasery nám sdělují kusé informace o chování radiace v počátcích vesmíru. Jenže dokud se o chování světla nedovíme něco skutečně přelomového, i světelné meče zůstanou jen v našich představách.

Jaký je váš vztah k této zbrani, potažmo Hvězdným válkám?

Zdroj: TheScientist

Článek Vyrobit fungující světelný meč je sen mnoha technických nadšenců. Jaké jsou varianty jeho realizace? se nejdříve objevil na VědaŽivě.cz.

Elegantní zbraň Staré republiky

Světelný meč je nejspíš nejznámějším ikonickým předmětem univerza Hvězdných válek. A protože film Nová naděje je starý víc jak 40 let, snaží se od té doby nadšenci i profesionálové uvést právě tuto fiktivní technologii do života. A díky Hacksmithům přestává být fiktivní. Čepel tvořená plasmou dosahuje teploty 2 200 stupňů Celsia. Tento plamen přitom tryská z rukojeti, která je prakticky přesnou replikou filmového modelu. A dokonce stejně hučí.

Technicky jde spíš o „proto meč“, protože konstrukce spoléhá na externí zdroj energie. Zatím neexistují dostatečně silné baterie, které by se vešly do rukojeti. Původní návrhy pracovaly s pevnou tyčí, která byla zahřáta na extrémní teplotu. Jenže pointou světelného meče je právě jeho možnost zatažení, proto se Hacksmith pustili do přesné replikace tohoto mechanismu. Poslední verze funguje na bázi extrémně žhavého proudu plynu.

Technologie původně určená pro výrobu skla

Zahřátí koncentrovaného proudu plynu na vysokou teplotu vytvoří kruhový paprsek zářící plasmy. Což vypadá prakticky stejně jako filmový efekt. Tato technologie se normálně používá pro zpracování skla, ovšem k světelnému meči od ní nebylo daleko. Takto žhavý proud se dostane skrze nejrůznější materiály včetně titanu. Jenže by to nebyl světelný meč, pokud by nebylo možné odlišit od sebe barevně jednotlivé čepele.

Pánové z Hacksmith ovšem zvládli i to a pomocí specifických solí dokáží plasmu obarvit. Paprsek ohně tak hoří zeleně, červeně nebo jasnou oranžovou či zelenou. Pokud preferujete temnou stranu Síly, klasická sůl vám dá krásnou kombinaci červené a oranžové. Přestože se v základu jedná o kratochvilnou záležitost, stejným způsobem přišlo na svět už mnoho vynálezů. Ostatně všechny technologie, které používáme, byly kdysi jen v lidských představách.

Zdroj: IFLScience

Článek První opravdový světelný meč je na světě. Paprsek světla projde skrze ocel jako čepel nože kostkou másla se nejdříve objevil na VědaŽivě.cz.

Obrovská bouře, kterou oko smrtelníka nespatří

Tento hurikán není viditelný pouhým okem, zachytily ho ovšem čtyři meteorologické satelity, které přelétávaly nad oblastí severního pólu. Detekovaly formaci ne nepodobnou běžnému pozemskému hurikánu, která měla tvar trychtýře s klidným „okem“ uprostřed. Tato oblast byla obklopena několika rameny rotujícími proti směru hodinových ručiček, tvořenými plasmatem, tedy ionizovaným plynem vyskytujícím se všude ve sluneční soustavě.

Plasma se vyskytuje také v zemské atmosféře. Místo dešťové vody padají z vesmírného hurikánu elektrony přímo do zemské horní atmosféry. Dosud nebylo potvrzené, zda tyto jevy skutečně existují, takže dokázat to takto přímým pozorováním je dle vědců nebo neuvěřitelného. Tropické bouře jsou spojené s obrovským množstvím energie a vesmírné hurikány musí vznikat nezvykle silným a prudkým výkyvem solární energie.

Následek silného slunečního „závanu“

Takový sluneční vítr nabije energii právě částice v horní atmosféře Země. Použitím 3D simulačního modelu tohoto hurikánu usoudili, že formace je výsledkem komplexní interakce mezi příchozím solárním větrem, což je velmi rychlá vichřice plasmy pravidelně uvolňovaná Sluncem, a magnetickým polem nad severním pólem. I když jde o první přímé pozorování vesmírného hurikánu, podle vědců se takové systémy mohou i na dalších planetách.

Jde jen o to, aby takové planety měly vlastní magnetické pole a v jejich atmosféře byla přítomna plasma. A tato kombinace už byla pozorována na více planetách, takže fenomén rozhodně nebude jedinečný. Máme se však takového úkazu bát? Nejspíše nikoli, protože jeho výskyt v horní atmosféře nepředstavuje pro planetu jakkoli výrazné riziko. Může mít ovšem vliv na objekty na orbitu a tedy například na spolehlivost GPS nebo dalších komunikačních systémů.

Zdroj: Livescience

Článek První vesmírný hurikán, který byl detekovaný nad severním pólem, vědce ohromil se nejdříve objevil na VědaŽivě.cz.