Si je vous demande maintenant quelle technologie vous aimeriez voir dans les films et les livres sur la science-fiction, je suppose que la plupart d'entre vous répondront - des épées à plasma de Star Wars. Vous devez admettre qu'il y a quelque chose à libérer des lames de couleur claire d'une petite poignée avec une légère pression sur un bouton, à faire fondre du métal avec elles et à combattre des ennemis sur des planètes éloignées, tout en agitant des armes avec un bourdonnement si familier et familier.
Si vous êtes un petit fan de ce best-seller ou si vous souhaitez traduire des choses fantastiques en réalité, ce post du vendredi est pour vous.
Malheureusement, le jour où nous pourrons donner au plasma une forme de sabre laser personnel est assez éloigné. La principale caractéristique d'un plasma est qu'il est constitué de particules chargées électriquement. Ils sont ionisés et peuvent effectivement conduire l'électricité. Le plasma est actuellement une chose incroyablement chaude, et c'est pourquoi il est si souvent utilisé comme lame dans de nombreuses histoires de science-fiction. Dans l'univers sai-fi, si le plasma est chauffé à une température suffisante, il peut enflammer ou faire fondre des objets solides.
L'explication la plus courante pour savoir comment obtenir une lame à partir d'un plasma est que le plasma forme un champ magnétique, qui fonctionne parce que le plasma est fait de particules chargées et que les particules chargées sont exposées à un champ magnétique, surtout s'il est positif. particules chargées se déplaçant dans une certaine direction. Dans un champ magnétique qui se déplace dans la direction opposée, les particules seront sous l'influence de la force de Lorentz. C'est pourquoi vous pouvez contrôler la forme de la lame. Toutes ces différentes directions et forces sont appelées la règle de la main droite. En pratique, nous avons un aimant néodyme d'un côté du transformateur et une électrode en cuivre conventionnelle de l'autre. Les forces de Lorentz doivent former notre arc sous la forme d'une épée en forme de cône régulière et reconnaissable de l'univers Star Wars.
Le meilleur exemple de plasma directionnel dans la vie réelle est le réacteur Wendelstein 7-X (W7-X), qui est un stellarateur expérimental construit à Greifswald, en Allemagne.
Il forme un plasma complexe en forme d'anneau en forme de beignet et le contient dans 70 aimants supraconducteurs à l'hélium refroidi. En un mot, c'est vraiment une chose folle. Le plasma à l'intérieur peut atteindre une température de 55,5 millions de degrés Celsius (
pour référence, la température centrale de notre Soleil est de 15 millions de degrés Celsius ). Dans le même temps, les aimants supraconducteurs doivent être refroidis à -270 degrés Celsius, ce qui représente quelques degrés au-dessus du zéro absolu. Ces deux températures sont distantes de 30 centimètres l'une de l'autre. C'est approximativement la longueur d'une feuille A4. Imaginez maintenant que, d'une part, vous avez quelque chose qui est environ 3 degrés plus chaud que la température la plus froide absolue de l'univers entier, et d'autre part, vous avez une température qui est environ 4 fois plus élevée qu'au cœur du soleil, et votre tête s'insérerait facilement entre ces deux extrêmes.
Tout ce qui précède, cependant, n'a pas empêché Allen Pan de créer un coupe-plasma manuel.
La chose difficile à propos de la formation et du maintien du plasma avec cette méthode est que vous avez besoin d'une forme de champ magnétique incroyablement puissante et vraiment bizarre pour fabriquer une lame. De plus, tout ce que vous avez serait de fixer aux aimants supraconducteurs à l'intérieur, puis de projeter ce champ magnétique à un demi-mètre de vous, alors qu'en général le champ magnétique diminue de façon exponentielle avec la distance. Par conséquent, Allen Pan préfère en fait les lames métalliques à bord plasma. Il est beaucoup plus facile d'imaginer et d'appliquer un mécanisme dans lequel un plasma est créé et formé à quelques centimètres du support, et non à une distance d'un demi-mètre.
Allen n'a pas d'aimants supraconducteurs, il ne pourra donc pas utiliser de champs magnétiques, d'autant plus que sa lame aurait besoin que le plasma soit plus froid que 55,5 millions de degrés Celsius.
Ce qu'il fait, c'est utiliser son Sam Jacob Staircase, mais cette fois, il ajoute un ventilateur électrique, aérant ainsi l'air nécessaire directement entre les deux électrodes. Un arc électrique ionise le flux d'air et crée une feuille de plasma coronal vraiment cool entre deux électrodes appelées plasma non thermique ou arc. Dans l'industrie, cette méthode est utilisée pour stériliser les surfaces ou les préparer à la peinture. Je pense que cela ressemble à une douce dague à plasma.
On suppose qu'il est possible d'élargir la lame avec une tension plus élevée et un flux d'air laminaire plus fluide, mais jusqu'à présent, le mécanisme convient mieux à une machette à plasma et non à une épée. Lorsque vous utilisez une lame plasma, l'équipement est légèrement similaire à l'équipement du personnage Ghostbusters - il est non compact et peu pratique, car pour le moment, la meilleure façon de fournir de l'air à la lame est un ventilateur. Bien sûr, à l'avenir, les gens pourront inclure cet arsenal dans l'équipe pour protéger la planète, créer un mini-moteur à réaction pour les aider, et la conception de l'épée elle-même sera probablement beaucoup plus facile et plus compacte. Mais c'est tout plus tard.
IMPORTANT: Le fait que dans ce type de pales le plasma ne soit pas aussi chaud que dans le réacteur ne signifie pas qu'il est sûr, alors n'essayez pas de le répéter à la maison.
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