Come realizzare una spada laser (in teoria)

Jul 15, 2023

Hai mai sognato di essere un Jedi? Armati di un'arma elegante per un'era più civilizzata, molti di noi hanno fantasticato di tagliare una fascia verde brillante (o blu) attraverso una galassia molto, molto lontana. La Disney ha persino rilasciato un brevetto nel 2018 per uno di questi dispositivi, sebbene "dispositivo spada con lama retrattile illuminata internamente" non evochi del tutto immagini di tagliare porte blindate o armature droidi.

Ciò fa sorgere la domanda in questo Star Wars Day: è effettivamente possibile costruire una spada laser e, in tal caso, quanto siamo lontani dal tenerla tra le mani e fischiare "Duello dei destini"? La risposta potrebbe sorprenderti, ma prima dovremo spiegare esattamente cosa intendiamo quando parliamo di spada laser e imparare un po' di scienza lungo il percorso.

Ci sono sei caselle fondamentali che una spada laser deve spuntare: deve accendersi e brillare quando è in uso, deve essere in grado di tagliare un oggetto, deve essere retrattile, deve emettere un caratteristico rumore sibilante, deve essere in grado di attraversarli in un combattimento e, soprattutto, deve obbedire alla regola del sangue freddo. La cattiva notizia è che non tutte queste cose sono possibili contemporaneamente – per ora – ma la buona notizia è che tutte sono già possibili individualmente – almeno in teoria.

Sebbene non abbiamo accesso ai cristalli Kyber nella nostra galassia, le leggi della fisica costituiscono più di un ottimo sostituto. Il primo problema da affrontare è la leggerezza e l'avanguardia e per questo possiamo utilizzare il principio fisico del flusso laminare. Questo avviene quando tutti i componenti di un gas o di un fluido si muovono esattamente nella stessa direzione senza scontrarsi tra loro, un po' come quando si usa la doccetta.

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Questo ci consente quindi di utilizzare qualsiasi tipo di miscela fluida combustibile-ossidante per creare un unico raggio di potenza di taglio ad alta intensità. Anche se potremmo essere tentati di utilizzare un propellente e un carburante di qualità per razzi, la realtà è che qualcosa di semplice come il propano liquido utilizzato nei barbecue è più che sufficiente. Con questi ingredienti; Carburante per barbecue e getto a flusso laminare, il compito diventa semplicemente quello di mettere a punto la miscela di carburante e le valvole per ottenere una lama retrattile. Per l'iconico sibilo, si tratta di costruire un circuito con un altoparlante e un accelerometro per riprodurre il famoso suono di una spada laser quando viene brandita.

Il tocco finale è la famosa colorazione della lama. Anche se la legge sullo spostamento di Wien afferma che la temperatura di un oggetto è direttamente correlata al suo colore, questo non ci darà il colore intenso che solitamente associamo a questo aspetto dell'universo di Star Wars. Invece, introducendo piccole quantità di composti chimici specifici all'estremità dell'elsa, possiamo influenzarne il colore. Bruciando lo stronzio metallico, ad esempio, possiamo ottenere l'iconico rosso Sith o il cloruro di potassio per il viola di Mace Windu. L'intenso bagliore della spada laser proverrà dal calore del plasma generato dalla miscela combustibile-ossidante.

Questo ci lascia ancora il problema di riuscire ad attraversarli in un duello, il che richiede una resistenza a temperature sufficientemente elevate da sciogliere una porta blindata. Attualmente, il materiale con la temperatura di fusione più alta è la lega di carburo di tantalio afnio (Ta4HfC5), che fonde alla straordinaria temperatura di 3990 °C. Questa purtroppo è la temperatura approssimativa della combustione del propano liquido. Quando si realizza qualcosa di retrattile, si introducono anche piccoli punti deboli in un metallo, che rendono più probabili fratture e cedimenti. Pertanto, anche quando si lavora con materiali ultra resistenti al calore, è necessaria la dovuta attenzione per evitare che il materiale ceda a causa dello stress.

Ciò significa che qualsiasi progetto per costruire una spada laser con cui poter duellare deve coinvolgere non solo un materiale resistente al calore, ma anche robusto.

Ci sono due ostacoli principali per noi che sventoliamo una spada laser precisa sullo schermo: il carburante e il duello. Supponendo che stiamo ancora seguendo il principio del flusso laminare menzionato sopra, possiamo ottenere un raggio luminoso in grado di fondere l'acciaio trovando un combustibile con un'alta densità e un'elevata temperatura di combustione. Vogliamo il primo per poter conservare il carburante in un bel cilindro ricaricabile, come una batteria, e il secondo per poterlo sciogliere attraverso le porte blindate di eventuali ribelli.