Вышел в прокат новый фильм франшизы — «Соло. Звёздные войны. История», и это хороший повод вернуться к извечному вопросу: что такое бластер, если смотреть с позиций земной физики? Является ли он лазером или скорее чем‑то ближе к плазменной технологии? И взаимодействуют ли такие выстрелы со световыми мечами так, как мы видели на экране? На эти вопросы отвечает фахівець із фізики плазми Мартін Арчер з Університету Королеви Марії у Лондоні — тут наведено повний переклад його матеріалу для The Conversation.
Плазма: четвёртое состояние материи и ключ к пониманию
Ключевая идея, которая повторяется в объяснениях про технологии «Звёздных войн», — это плазма. В материале подчёркивается: плазма — это «четвертий стан матерії», отдельный от твёрдого, жидкого и газообразного. Она образуется тогда, когда газ настолько нагревается или энергично возбуждается, что его частицы теряют или приобретают электрический заряд. В результате в системе появляются свободно движущиеся заряженные частицы, которые начинают активно реагировать на электрические и магнитные поля.
Автор отмечает, что плазма в природе встречается очень часто — особенно в космической среде — тогда как на Земле она возникает реже и обычно может быть получена лишь в лабораторных условиях. Именно возможность создания плазмы контролируемым способом открывает путь к реализации концептов, которые в художественной литературе и кино называют «энергетическим оружием».
Що таке плазмоїди і чому вони важливі
В объяснении фигурирует термин «плазмоїд» — это ограниченная конфигурация плазмы, которая вместе с порождёнными в ней магнитными полями может сохранять определённую форму и структуру. Такие образования — не только теоретическая абстракция: в природных условиях плазмоїди возникают, в частности, в пределах магнитосферы Земли во время процессов, которые называются перебудовою магнітних з’єднань. Эта перебудова — своеобразная взрывоподобная переконфигурация линий магнитного поля — сопровождается интенсивным перемещением заряженных частиц.
Последствия этих процессов нам хорошо знакомы: во время перебудови заряженные частицы поднимаются в верхние слои атмосферы и порождают полярные сияния. Также с поверхности Земли могут выбрасываться большие объёмы плазмы, формирующие плазмоїди. В то же время в лабораториях такие структуры ведут себя иначе: без дополнительного удержания они быстро расширяются и рассеиваются в воздухе, теряя свою плотность и форму.
Чтобы держать плазму в компактном виде, нужны магнитные поля. Именно магниты помогают сдерживать горячую и сильно проточную плазму, не позволяя ей разлететься. Но в случае мобильного стрелкового оружия — когда плазмоїд должен пролететь от оружия до цели — обеспечить стабильность внешним магнитным полем практически невозможно.
Как плазма «самоудерживается»
Решение этой проблемы кроется во свойствах самой плазмы: благодаря высокой электропроводности плазма позволяет возбуждать в себе электрические токи, и эти токи, в свою очередь, порождают собственные магнитные поля. Так возникает механизм самоудержания — токи формируют замкнутую структуру, которая удерживает плазменный поток в пределах плазмоїда. Такие самостоятельные конфигурации называют сферомаками, и в течение последних двадцати лет интерес к ним у физиков плазмы возродился.
Реальные прототипы и история разработок
В материале упоминается, что на практике уже существуют устройства и эксперименты, которые приближаются к идее «плазменного снаряда». Один из подходов — плазменный рельсотрон: это система, где с помощью внешнего магнита возбуждаются токи непосредственно в плазме, а сама плазма при этом разгоняется до высоких скоростей. В экспериментах с сферомаками плазму удавалось разгонять до швидкості 200 кілометрів на секунду на коротких интервалах часу — до сотень мікросекунд.
Такие цифры указывают: на принципиальном уровне использование плазмы как дальнобойной «энерго‑пули» технически возможно. Вместе с тем в статье подчёркивается о масштабных ходных проєктах, которые работали в этом направлении в прошлом.
Починаючи з 1970-х років Дослідницька лабораторія ВПС США в Албукерці (штат Нью-Мехіко) в рамках програми “SHIVA Star” займалася різними розробками в галузі фізики плазми. Одне з досліджень під назвою MARAUDER («magnetically accelerated ring to achieve ultrahigh directed energy and radiation», або «магнітно посилене кільце для створення надвисоких енергій і радіації») використовували для створення плазмових кілець і куль, що могли діяти як зброя.
За результатами цих робіт створювалися тороподібні кільця плазми й кулі блискавок, які при зіткненні з мішенню викидали значну теплову й механічну енергію, а також могли спричиняти сплески електромагнітної радіації, що порушували роботу електроніки. Однак інформація про ці розробки після 1993 року була засекречена.
У матеріалі звертають увагу на ще один тривожний факт: температури в таких снарядах досягають величин, що майже в тисячу разів перевищують температуру на поверхні Сонця. Разом з достатнім запасом плазми це робить такі пристрої смертельно небезпечними і надзвичайно руйнівними.
Бластер проти світлового меча: як поводяться плазмові струмені
Автор проводить параллели между бластерами и световыми мечами: внешне разряд бластера выглядит похоже на «лезвие» светового меча — это фактически пучок раскалённой плазмы в виде компактного снаряда. Однако при столкновении двух потоков плазмы, ограниченных магнитными полями, может произойти перебудова магнітних з’єднань. Это означает, что при контакте двух таких потоков происходит взрывоподобная рекомбинация полей и частиц, которая разрушает конфигурации обеих структур.
Отсюда вытекает интересный вывод о взаимодействии бластера и светового меча: если оба объекта — это плазменные структуры, то при прямом столкновении их магнитные поля и токи могут вызвать перебудову и взрыв. В таком случае взрыв уничтожил бы и мечи, и их владельцев, которые находятся рядом. Но объявленное преимущество бластера в том, что он обычно применяется с дистанции: стрелок находится на расстоянии от места конфликта и избегает непосредственных последствий взрыва, который возник бы при встрече больших плазменных потоков.
Что это означает для фантастики і реальності
В тексте делается итоговая мысль: многие технологические образы «Звёздных войн» опираются на реальные физические явления и разработки. Бластеры, представленные как дальнобойное плазменное оружие, имеют реальные прототипы в лабораторных и военных экспериментах. Хотя полная фантастическая интерпретация серии позволяет пропустить через повествование много условностей, научная сторона показывает, что бластер в мире кино может базироваться на реально осуществимой физике плазмы.
И, возможно, это объясняет популярность таких образов: когда художественное воображение опирается на настоящие явления и технологии, фантастика кажется ближе к возможному. В итоге материал приводит кульминационную ремарку из фильма — «Замшілі релігії та стародавня зброя не зрівняються з хорошим бластером у вас в руках» — і зазначає, що в контексті описаних явищ Ган Соло, мабуть, мав рацію.
Цей текст — адаптований переклад колонки Мартіна Арчера для The Conversation.
