É possível criar um sabre de luz como os dos filmes "Star Wars"?
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É possível criar um sabre de luz como os de Star Wars?
24 de setembro de 2014 @ 15:11
25 de setembro de 2014 @ 12:00
Felizmente, temos uma boa ideia de como os sabres de luz supostamente funcionam graças a extensos manuais técnicos escritos pela equipe de George Lucas. Mas além de saber o que é um sabre de luz e como ele funciona, há uma outra questão, talvez a mais interessante de todas: qual é a coisa mais próxima a um sabre de luz que temos capacidade tecnológica de fazer?
A primeira coisa que você precisa saber é que o feixe luminoso não é feito de luz. O nome é um equívoco, assim como as estrelas cadentes não são estrelas de verdade. A descrição mais comum e consistente é que um sabre de luz cria um arco poderoso de plasma e então, via campos magnéticos e cristal de foco, esse arco é empurrado para fora em uma linha muito fina. O feixe é empurrado para fora a partir do centro e então encurralado em uma vara com algum tipo de confinamento magnético. Precisamos lembrar que essa flexão é feita com algo muito parecido com a mesma força que permite que Jedis e Siths façam todas aquelas coisas malucas que eles conseguem fazer.
A essência da coisa é algo bem parecido com isso. Um arco elétrico simples como visto neste alto falante de arco de plasma. Neste caso, o arco está sendo modulado de modo que as variações dele criem som e música reconhecíveis.
Ou esse arco entre dois pregos:
Não é muito difícil imaginar como, se essa pequena fita for agarrada pelo meio e de alguma forma for esticada por cerca de um metro, ela se tornaria um sabre de luz como os dos filmes. A realidade é muito mais complicada, mas já voltamos a isso.
Considerando as explicações acima, nós já temos algo bem parecido em relação à tecnologia essencial e o funcionamento de um sabre de luz. Todos os dias são usados "feixes" de plasma superaquecido para fatiar pedaços de metal em fábricas pelo mundo inteiro.
O dispositivo é um cortador/tocha/soldador/pulverizador de arco de plasma. Neste diagrama simples, ele até parece um pouco um sabre de luz! Infelizmente as semelhanças param por aí. Em primeiro lugar, o arco é bem pequeno como visto na pequena linha azul acima. Esse arco pequeno, mas quente, inflama um gás que é continuamente bombeado para o bocal, e o gás carrega o calor produzido em um "feixe" que atua como meio de trabalho da ferramenta.
Ainda é quase como um sabre de luz bem pequeno. O Mestre Jedi Mace Windu provavelmente adoraria um desses.
O problema com cortadores de plasma é que o arco não é longo o bastante para formar uma lâmina, e mesmo com um suprimento contínuo de gás, o arco tem entre 7 e 15 centímetros de largura na maior parte do tempo. Além disso, o dispositivo exige uma enorme quantidade de eletricidade para rodar e produz uma imensa quantidade de calor dissipado para todas as direções. A ponta desses dispositivos precisa de fluxo constante de água para resfriamento, caso contrário, o arco literalmente derreteria a ponta do cortador. Alguns cortadores de arco usam próprio gás como um cátodo e a superfície de corte como um ânodo, então o arco dura muito mais tempo e o calor é projetado para o exterior, longe das pontas. Isso não funcionaria como uma espada, já que ainda é muito curto e seria necessário conectar um cabo de energia ao seu oponente.
Nós não temos uma maneira eficiente de curvar o arco de energia suficientemente para fora e, em seguida, limitá-lo em um campo magnético para mantê-lo reto e estreito. Mesmo se pudéssemos dobrar o arco para fora, ele ainda seria ondulado em direções aleatórias e tentaria aterrar em qualquer coisa que tocasse. Além disso, conforme os lados do arco se aproximassem, eles se recolheriam em um arco mais curto. Mesmo que pudéssemos resolver esses dois primeiros problemas, ainda teríamos desperdício excessivo de calor e uma "lâmina" que não é rígida o bastante e não poderia ser usada para bloquear ou aparar.
Talvez a gente precise ir em uma direção completamente diferente se quisermos algo minimamente parecido com isso numa arma.
Então queremos uma arma de mão que pode cortar vários materiais, tem uma lâmina extensível e brilha. O mais próximo disso que encontraremos, como Kevin Coe destaca, serão alguns fios de nanotubo de carbono. Eles são pulsados com vibrações de campo eletromagnético e/ou plasma para ganhar poder extra de corte. Isso criaria uma espécie de "espada vibrante de energia", mas sem um apoio sólido por trás do comprimento dela, você teria um chicote, e não uma lâmina.
Talvez algum tipo de parte telescópica atrás da ponta da lâmina pudesse contar com um conjunto de fios de nanotubos de carbono que são mantidos no lugar e energizados com plasma, criando uma extremidade ardente. A parte telescópica também seria feita de materiais avançados como nanotubos de carbono e grafeno. A extremidade rígida seria fina o suficiente em uma das pontas para seguir através da borda de corte quente e fina o bastante no outro lado para dar uma arma rígida.
Para preservar os segmentos o maior tempo possível e reduzir o desperdício de energia e calor, os fios não poderiam ser energizados até pouco antes de atingir alguma coisa. Conforme a espada se aproxima de um alvo, um pulso de energia é enviado através dos fios na lâmina. Aos poucos, alguns dos fios seriam sacrificados conforme a carga se move da parte exterior para dentro dos fios, e, por fim, a extremidade principal derrete ou queima. Desta forma, a espada continuamente extirparia parte do seu material adicionando-o ao poder de corte e calor, mas necessitaria alimentação contínua com mais fios; os fios que estamos usando são, felizmente, muito finos. A finura desse fio faz com que eles sejam muito bons para corte.
Você ainda precisaria de um grande pacote de energia, provavelmente com algum meio exótico de armazenamento, e você precisaria de proteção de calor para as suas mãos e braços, além de óculos especiais.
Eis uma renderização 3D para dar uma ideia de como ela seria:
Arte original de Ariel Williams
Eu projetei e renderizei essa imagem e modelo 3D especificamente para este post. O nome, a "espada-harpa", bem, ele surgiu naturalmente ao olhar para o resultado final.
Are Lightsabers Possible? apareceu originalmente no Quora. Você pode seguir o Quora no Twitter,Facebook, e Google+.
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