Плазменный меч

Плазму иногда называют четвертым состоянием материи после твердого, жидкого и газообразного. Именно из нее состоят молнии и звезды. В этом состоянии большинство электронов свободны от влияния ядер атомов.

Плазму, как и лазер, можно использовать, чтобы резать металлы. Цвет плазмы тоже может меняться, но в отличие от лазера он зависит от температуры. Высокие температуры – в районе 14 700 °C – дадут вам голубой плазменный меч, а при температуре 727 °C вы получите красный плазменный меч.

Правда, чтобы получить плазму, способную разрезать что угодно, надо нагреть ее минимум до 7000 °C, так что красный плазменный меч в этом смысле будет недостаточно «острым».

Каким же образом придать плазме необходимые форму и размер? Физик и футуролог Митио Каку предложил использовать керамическую рукоять, а плазму, вытекающую из нее, сдерживать при помощи магнитного поля. Это придаст лезвию плотность и не даст плазме разлететься.

Большинство идей плазменного меча используют магнитные свойства заряженных частиц в плазме, позволяющие сдерживать ее с помощью магнитного поля. Это поле должно быть в форме лезвия, да еще и закрываться на конце, поскольку в противном случае плазма будет вытекать с конца меча, отчего давление и температура будут снижаться.

Токамак – магнитная установка, удерживающая плазму в магнитном поле в форме бублика. Она используется при управляемом термоядерном синтезе, во время которого генерируется огромное количество тепла. В природе термоядерный синтез происходит внутри звезд. Магнитное поле необходимо, поскольку ни один материал не способен выдержать жар плазмы, образованной при термоядерной реакции.

Газокинетическому давлению плазмы должно соответствовать магнитное давление сдерживающего ее поля. Соотношение этих давлений называется параметром «бета». Обычно магнитное давление должно превышать давление плазмы в 2,5-10 раз. Так что для любого плазменного меча, кроме холодного красного, нам понадобится магнитное поле более мощное, чем у Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе.