Kdo si myslí, že fyzika je nudná, ošklivě se plete. Dokáže vysvětlit všechno od podivných dějů na úrovni jednotlivých atomů po chování celého vesmíru. A jako kdyby to všechno nestačilo, ještě S ní dokážeme odhadnout, jak by mohla (ne)fungovat technika v dílech science-fiction.
Můj obor - plazmová fyzika - dokáže určit, jak by si ve skutečnosti vedly nápady ze světa Hvězdných válek jako například světelné meče (ty zřejmě příliš praktické nejsou), nebo Hvězda smrti (na kterou naštěstí zatím nevyrobíme dost oceli, ani kdybychom ji stavěli do konce vesmíru).
Nyní bych chtěl ukázat, jak by mohly - i v porovnání se světelnými meči - fungovat „blastery“, které používá například Han Solo. Uvedení filmu o této postavě je vhodnou příležitostí k tomu, abychom se podívali na výsledky „výzkumu“.
V základu mnoha zařízení a zbraní z Hvězdných válek je plasma, tedy takzvané „čtvrté skupenství hmoty“ (k pevnému, tekutému a plynnému). Plazma se skládá z volných nabitých částic, které díky tomu reagují na magnetická a elektrická pole. Plasma je ve vesmíru běžné skupenství, na Zemi je méně hojné. V laboratoři ho ovšem není problém připravit.
Silné plazmoidy
Častou chybou je myslet si, že „blastery“ jsou laserové zbraně. Ale autoři světa Hvězdných válek si uvědomili, že to je nesmysl. Místo toho se ve wikipedii slavné filmové série uvádí, že blaster „je jakákoliv palná zbraň metající plasma s vysokou energií, která se často zaměňuje s lasery“ a „mění energeticky bohatý plyn na svítící částicový paprsek, který dokáže cíl roztavit“. To by tedy mělo znamenat, že z blasteru létají oblaka plazmatu a v podstatě si je můžeme představit jako světelný meč letící vzduchem.
„Pohromadě držící“ oblak plasmatu a jeho magnetická pole se nazývají plazmoid. Pod ochranným magnetickým štítem Země vznikají plazmoidy obvykle během poměrně nepříliš dobře popsaného procesu magnetického přepojení, tedy rekonexe (někdy pojmenované jako magnetický zkrat).
Jde o bouřlivé přeuspořádání magnetických siločar do jiné podoby, ke kterému může dojít prakticky kdekoliv, kde je přítomno plazma - a obzvláště ve chvíli, kdy se dva oblaky plazmatu spojí. Když k přepojení dojde v naší magnetosféře (tj. sféře magnetické pole Země, pozn.red.), dojde k úniku nabitých částic do horních vrstev atmosféry - což se projeví jako polární záře. Ze Země se také uvolní množství hmoty v podobě plasmoidů.
Vytvořit plasmoidy na Zemi ovšem není jednoduché. V drtivé většině případů dokážeme vytvořit jen objekty, které rychle zvětšují objem a pak se rozplynou ve vzduchu. Řešením je použít magnety, jejichž pole horké plazma udrží na místě (přesně to děláme, když se na Zemi pokoušíme vyrábět energie podobným postupem jako Slunce, pozn.red.)
Blastery jsou ovšem střelné zbraně a vy nemůžete s náboji vystřelovat i nějaké zvnějsku napojené magnety. Řešení naštěstí existuje. Protože plazma je vysoce vodivé, můžete elektrický proud pustit přímo do něj. V plazmoidu díky tomu vznikne magnetické pole, které pak může plazma udržet pohromadě. Takovému uspořádání se někdy říká „sféromak“.
Skutečné nápodoby
Jednou z možností, jak sféromak vytvořit, je použít „plazmové magnetické dělo („railgun“), což je zařízení, které pomocí vnějších magnetů vybudí elektrický proud v plazmatu a ještě mu přitom udělí vysokou dopřednou rychlost. Ve skutečnosti už se podařilo vytvořit sféromaky pohybující se rychlostí kolem 200 kilometrů za hodinu a s životností zhruba stovek mikrosekund (tj. 10-4 sekund, pozn.red.). To už jsou zajímavé výsledky, které výhledově mají možnost praktického využití.
A skutečné už od 70. let běžel v laboratořích amerického letectva v Albuquerque v Novém Mexiku program Shiva Star (původně pouze Shiva), který dostal jméno po mnohorukém bohovi hinduistického panteonu, a který ověřuje možnost využití různých přístupů v rámci fyziky plazmatu. Jeden z jeho podprogramů označovaný anglickou zkratkou MARAUDER (z „Magnetically accelerated ring to achieve ultrahigh directed energy and radiation“) byl jedním z několika experimentů s vytvořením plazmových palných zbraní.
Zkoušené zařízení dokázalo vytvořit plazmoidy ve tvaru nafouknuté pneumatiky či „kulové blesky“, které po zásahu cíle způsobovaly značné tepelné a mechanické poškození a vytvářely pulzy elektromagnetického záření. Ty by mohly vyřadit elektroniku. Ovšem od roku 1993 je statut projektu tajný.
V podobných zařízeních je možné dosáhnout teplot, které zhruba tisícinásobně převyšují teploty na povrchu Slunce (to má teplotu něco přes pět tisíc Kelvinů, plazma má tedy řádově teploty milionů stupňů, pozn.red.). Pokud by v každé „střele“ bylo přiměřené množství plazmatu, mohly by skutečně způsobit vážné škody.
A jak by si blastery vedly v konfrontaci s nejznámějšími zbraněmi Hvězdných válek, tedy světelnými meči? Střela z blasteru je v podstatě ekvivalentem světelného meče bez rukojeti. Ovšem střetnutí dvou plazmoidů způsobí magnetické přepojení - a tedy bouřlivé uvolnění energie. Střet dvou světelných mečů tak vede k rychlému zničení obou zbraní a jejich držitelů.
Ovšem pokud jedna strana použije blaster, bude ve chvíli výbuchu od nebezpečí daleko - a unikne tedy beze šrámu. Takže Han Solo měl pravdu, když řekl: „Pitomá náboženství a staré zbraně nevydají za blaster u pasu.“
Originál článku vyšel anglicky na webu The Conversation pod licencí Creative Commons. Původní text najdete zde.
