Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Freitag, 27. Dezember 2019

Star Wars: Gibt es Lichtschwerter?

Bald.., ja, denn sie sind physikalisch möglich...

Was muss ein Lichtschwert können?

Es muss aus einem Lichtstrahl bestehen, der einen anderen Lichtstrahl wegschlagen kann, also mit ihm in Wechselwirkung treten kann.
Nun, in der Schule lernt man: Licht besteht aus Photonen, die nur mit Materie aber nicht untereinander in Wechselwirkung treten können. Also sind Lichtschwerter nicht möglich...

Nun, Schulphysik irrt sich öfters...sie behauptet ja auch, dass der Comptoneffekt ein Beweis für die "Teilcheneigenschaft" des Lichtes sei und produziert  damit viele Abituraufgaben, oder, dass Taylor mit einzelnen Photonen 1909 Interferenzversuche gemacht haben soll, oder, dass der Tunneleffekt ein quantenmechanischer Effekt ist...

Wie könnten Lichtschwerter funktionieren?

 Lichtstrahlen beeinflussen sich nicht direkt, sondern über das sie umgebende Vakuum.
Das Vakuum ist nicht der leere Raum, den man sich gerne darunter vorstellt. Selbst wenn wir alles heraus nehmen, Materie, Strahlung, Felder, bleibt eine innere Struktur des Vakuums zurück.

Die Heisenbergsche Unbestimmtheitsbeziehung für Energie und Zeit lässt zu, dass für bestimmte, sehr sehr kurze Zeiten beliebige Energien (unter Verletzung des Energieerhaltungssatzes) im Vakuum in Form von Photonen, Elektronen, Positronen auftauchen. Die so entstehenden Objekte nennt man virtuelle Quanten.

Man nennt dies Quantenfluktuationen oder auch Quantenfelder.

Sie sind real, denn ihre Kraftwirkung lässt sich heute gut messen (Casimireffekt) und muss bei der Konstruktion von Nanomaschinen berücksichtigt werden.

Wirken nun starke elektrische und magnetische Felder auf das Vakuum, so können sie die immer vorhandenen virtuellen geladenen Quanten während ihrer kurzen Existenz trennen, d.h. das Vakuum kann polarisiert werden.
Das schafft sogar ein Elektron, das sich in einem Atom befindet. Es spürt deshalb eine andere Kraft vom Atomkern. Das führt zur Veränderung von Spektrallinien (Lamb-Shift), eine weitere Möglichkeit, die innere Struktur des Vakuums nachzuweisen.

Licht besteht aus sich ausbreitenden elektrischen und magnetischen Feldern. Sind diese intensiv genug (und genau das braucht man ja für ein Lichtschwert), so polarisieren sie das Vakuum entlang des Lichtstrahls. Dies spüren dann die elektrischen Felder eines anderen Lichtstrahls.

Resultat: Die beiden Lichtstrahlen können sich nicht mehr ungestört durchdringen.

Das alles scheint bei extrem hoher Energie möglich zu sein, bei Energien, die heute noch nicht erreichbar sind.
Aber prinzipiell würden sie schon funktionieren, die Lichtschwerter in Star Wars...



Keine Kommentare:

Kommentar posten

Kommentar eingeben