Cómo hacer un sable de luz (en teoría)

Jul 15, 2023

¿Alguna vez soñaste con ser un Jedi? Armados con un arma elegante para una época más civilizada, muchos de nosotros hemos fantaseado con cortar una franja verde brillante (o azul) a lo largo de una galaxia muy, muy lejana. Disney incluso lanzó una patente en 2018 para uno de esos dispositivos, aunque el 'Dispositivo de espada con hoja retráctil e iluminada internamente' no evoca imágenes de cortar puertas blindadas o armaduras de droides.

Eso plantea la pregunta en este Día de Star Wars: ¿es realmente posible construir un sable de luz y, de ser así, qué tan lejos estamos de sostenerlo en nuestras manos y silbar el 'Duelo de destinos'? La respuesta puede sorprenderte, pero primero tendremos que explicar exactamente qué queremos decir cuando decimos sable láser y aprender algo de ciencia en el camino.

Hay seis requisitos fundamentales que un sable de luz debe cumplir: debe iluminarse y brillar cuando está en uso, debe poder cortar un objeto, debe ser retráctil, debe emitir un silbido característico, debe poder cruzarlos. en una pelea, y lo más importante, debe obedecer la regla de la calma. La mala noticia es que no todas ellas son posibles a la vez (todavía), pero la buena noticia es que todas ellas ya son posibles individualmente (al menos, en teoría).

Si bien no tenemos acceso a los cristales Kyber en nuestra galaxia, las leyes de la física son más que un buen sustituto. El primer problema a abordar es el de la ligereza y la vanguardia, y para ello podemos utilizar el principio físico del flujo laminar. Esto ocurre cuando todos los componentes de un gas o fluido se mueven exactamente en la misma dirección sin chocar entre sí, un poco como cuando se usa un cabezal de ducha.

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Esto nos permite utilizar cualquier tipo de mezcla fluida de combustible y oxidante para crear un único haz de poder de corte de alta intensidad. Si bien podemos sentirnos tentados a utilizar un propulsor y combustible aptos para cohetes, la realidad es que algo tan simple como el propano líquido utilizado en las barbacoas es más que suficiente. Con estos ingredientes; Con combustible para barbacoa y un chorro de flujo laminar, la tarea simplemente se convierte en ajustar la mezcla de combustible y las válvulas para obtener una cuchilla retráctil. Para el icónico zumbido, es cuestión de construir un circuito con un altavoz y un acelerómetro para producir el famoso sonido de un sable de luz cuando se balancea.

El toque final es el famoso color de la hoja. Si bien la ley de desplazamiento de Wien establece que la temperatura de un objeto está directamente relacionada con su color, esto no nos dará el color intenso que normalmente asociamos con este aspecto del universo de Star Wars. En cambio, introduciendo pequeñas cantidades de compuestos químicos específicos al final de la empuñadura, podemos influir en el color. Al quemar estroncio metálico, por ejemplo, podemos lograr ese icónico rojo Sith o cloruro de potasio para el morado Mace Windu. El intenso brillo del sable láser provendrá del calor del plasma generado por la mezcla de combustible y oxidante.

Esto todavía nos deja la cuestión de poder cruzarlos en un duelo, lo que requiere una resistencia a temperaturas lo suficientemente altas como para derretir una puerta blindada. Actualmente, el material con la temperatura de fusión más alta es la aleación de carburo de tantalio y hafnio (Ta4HfC5), que se funde a la friolera de 3990 °C. Desafortunadamente, esta es la temperatura aproximada a la que se quema propano líquido. Al hacer algo retráctil, también se introducen pequeñas debilidades en el metal, lo que aumenta la probabilidad de fracturas y fallas. Por lo tanto, incluso cuando se trabaja con materiales ultrarresistentes al calor, se necesita el cuidado adecuado para evitar que el material falle debido al estrés.

Esto significa que cualquier plan para construir un sable de luz con el que puedas batirte en duelo debe incluir no sólo un material resistente al calor, sino también uno robusto.

Hay dos obstáculos principales para nosotros al agitar un sable de luz con precisión de pantalla: el combustible y el duelo. Suponiendo que todavía sigamos el principio del flujo laminar mencionado anteriormente, podemos lograr un haz incandescente que derrita acero al encontrar un combustible con una alta densidad y una alta temperatura de combustión. Lo primero lo queremos para poder guardar el combustible en un pequeño cilindro recargable, como una batería, y lo segundo para poder fundirnos a través de las puertas blindadas de cualquier posible rebelde.

El acetileno o el queroseno apto para cohetes podrían ser buenos candidatos, ya que el acetileno se utiliza en cortadores de plasma y el queroseno llevó al hombre a la luna en el programa Apolo. Sin embargo, estos todavía no cumplen con los requisitos. El acetileno no es lo suficientemente denso como para almacenarlo en una batería, y necesitarías un tanque grande para alimentar un sable de luz durante cualquier cantidad de tiempo. El queroseno, por otro lado, tiene una temperatura de llama relativamente baja, lo que significa que tendría dificultades para cortar el metal.

Luego viene la cuestión de poder cruzar la hoja, ya que se necesita un material resistente que pueda soportar simultáneamente las tensiones de las altas temperaturas y luchar contra un enemigo mortal. Supongo que para realizar este diseño sería un núcleo central de un material de alto punto de fusión, como una aleación de carburo de tantalio y hafnio, que puede extenderse telescópicamente con la llama de alta temperatura de la mezcla de propulsor y combustible.

La buena noticia es que la ciencia moderna está dando pasos agigantados en este ámbito. La investigación en curso sobre combustibles de alta densidad, ricos en energía y materiales resistentes al estrés significa que ahora estamos más cerca que nunca de producir un sable de luz real. La única pregunta que queda por hacer es: ¿de qué color quieres el tuyo?

Robert Jones es investigador asociado postdoctoral en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Naturales, Matemáticas y de Ingeniería (mostrar todo) Robert Jones es investigador asociado postdoctoral en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Naturales, Matemáticas y de Ingeniería del King's College de Londres. Se especializa en física teórica de la materia condensada y su simulación.

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