Yalnızca modern çağa ait olan ve başka hiçbir şeye benzemeyen özgün ve zarif bir silah düşünmeniz gerekse muhtemelen ışın kılıcını düşünürdünüz. Işın kılıcı doğanın dört temel kuvvetini (yerçekimi, zayıf nükleer, elektromanyetik ve güçlü nükleer) içermesiyle etkileyici bir nesnedir. İnsanın Güç'e karşı duyarlılığını artıran bu silahın gerçekte mümkün olup olmadığını merak ediyorsanız yanıtı var. Peki ışın kılıcı yapmak mümkün mü? Plazmalar ne kadar sıcaktır? Teknoloji güçlü manyetik alana el veriyor mu?
Star Wars mitolojisine göre kyber kristali denilen söylencesel bir maddeyle çalışan lightsaber veya ışın kılıcının gerçek Dünya'da LED aydınlatmalı, sert polikarbonat film replikaları yapılıyor. 1 metre uzunluğundaki bu parıltılı oyuncaklar elbette biraz hayal kırıklığıdır. Peki ışın kılıcı gerçek olsaydı çalışması için ne tür bir teknoloji ve ne kadar enerji gerekirdi?
Işın Kılıcındaki Plazma
Adının aksine ışın kılıcı lazerle değil plazmayla çalışıyor. Yani gerçeğine uygun bir ışın kılıcı yapmak için plazma kullanmak gerekir. Plazma iyonize bir gazdır ve maddenin dördüncü halidir. O kadar sıcaktır ki atomları parçalanır ve yeni parçacıklara dönüşür.
Elektriksel bir gaz bulutu olan plazma, elektrik yüklü parçacıklara bölünen atomlardan oluşur. Aynı anda hem negatif yüklü elektronlar hem de pozitif yüklü iyonlar içerir. Peki istediğinizde bir düğmeye basarak serbest bıraktığınız bu plazmayı nasıl kontrol edeceksiniz?
Çözüm güçlü manyetik alana sahip olmak. Aksi halde serbest bırakılan plazma metrelerce uzunluğa ulaşarak çevresindeki herkesi anında öldürecektir. Manyetik alan plazmanın basıncına karşı koyarak onun uzun, dar bir çizgide dengede durmasını sağlar.
Fransa'da bulunan ve 2007'de kurulan Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör (ITER) füzyon enerjisinden yararlanan Dünya'daki en güçlü manyetik duvar olan Tokamak'a sahip. Tokamak, plazmanın kapalı bir manyetik alan içinde hapsedildiği bir plazma tutucu sistemdir. Bu işe uygun mıknatısları üretmek dokuz tedarikçinin 7 yılını aldı.
Bu plazma tutucu sistem 830 m3 büyüklükte ve içindeki plazma 150 milyon °C ısıya sahip olacak (Güneş'in çekirdeğinden 10 kat daha sıcak). Dünya'daki hiçbir malzeme bu sıcaklığa karşı koyamadığından Tokamak'taki plazma olağanüstü güçlü bir manyetik alan ile reaktör duvarından uzak tutuluyor. Amaç füzyon enerjisinden yararlanarak neredeyse sınırsız düşük karbonlu enerji yaratmak.
Eğer bu reaktörün çok daha küçük bir örneği yapılabilirse böyle bir şeyle ışın kılıcı üretilebilir. Manyetik alan plazmayı ışın kılıcında stabil tutmanın ana yolu ancak çelik kesen bir plazmanın aslında nükleer reaktör kadar sıcak olması gerekmiyor. Sadece birkaç bin derece sıcak olması yeterlidir.
Yalıtkan bir kabza ile Jedi bu ışın kılıcını güvenle tutabilir. Hem de bilim insanlarının "metamalzeme" veya ısı pompasıyla tasarladığı "termal pelerin" gibi karmaşık bir şey olmadan.
Plazmayı Silindir Biçimine Getirmek
"Tüylü top teoremi" nedeniyle bir plazmayı silindir biçiminde tutmak zordur. Teoriye göre uzun tüylerle yani manyetik alan çizgileriyle kaplı bir topta, tüyleri düzleştirmeye çalışırsanız en az bir noktadaki tüy daima dik durmaya çalışacaktır.
Plazmayı manyetik alanın içerisine hapsetmenin yolu Tokamak plazma tutucusunda olduğu gibi toroidal şekli kullanmaktır. Işın kılıcı Star Wars (Yıldız Savaşları)'ta göze silindir gibi görünse de aslında merkezinde dar bir boşluk olan uzun halka şeklindedir. Topolojik olarak tokamak ile aynı şekildir ve tüylü top sorununu çözer.
Yine de plazmanın fizikte "hapsetme" denilen istenilen şekilde tutulması zordur çünkü doğası gereği kararsız bir maddedir. Füzyon reaktöründe olduğu gibi plazmanın istenilen sınırın dışına çıkmaması için birçok manyetik bobinin voltajının saniyede binlerce kez koordine edilmesi gerekir.
Bilim insanları Tokamak'taki plazmayı istedikleri gibi "hapsedebilmek" için bobinleri otonom kontrol ederek plazmayı istenilen biçime sokan bir derin öğrenme teknolojisi üzerinde çalışıyor.
Farklı manyetik alanlı iki ışın kılıcının çarpışması
Işın kılıcı çıkardığı ses ile ünlü. Bu ses elektromanyetik alandan kaynaklanıyor. Oldukça güçlü bir manyetik alanı havada hareket ettirdiğinizde atmosferde iyonlaşma meydana getirir ve bu esnada bir ses çıkarır.
Ancak son bir engel daha var: Bu koşullarda iki ışın kılıcının çarpışması sizi ve karşınızdakini anında buharlaştıracaktır. Bu çarpışmaya "manyetik yeniden bağlanma" deniyor ve manyetik alanları farklı iki plazmanın çarpışmasını içeren kuvveti ifade eder. Plazmalar birbirine yaklaştıkça etrafındaki manyetik alan yeniden hizalanarak ölümcül miktarda enerji açığa çıkarır. Dahası plazmayı tutan manyetik alan biraz bile sapsa kılıcın her salınımı etrafa plazma saçar.
Star Wars'taki ışın kılıçlarında bu patlamanın yaşanmamasını Güç ile açıklayabilirsiniz. Ancak gerçek dünyada nedeni Lorentz kuvveti olabilir. Lorentz kuvveti Güneş'ten gelen yüklü parçacıkların Dünya'ya girmesiyle ortaya çıkan kutup ışıkları gibi birçok olayı meydana getiriyor. Plazmadaki yüklü parçacıklar bir manyetik alandan geçtiğinde elektrik yükleriyle karşılaşarak itici Lorentz kuvvetini hissederler.
Işın Kılıcının Rengini Belirlemek
Mor veya yeşil renkli bir ışın kılıcı yapmak için plazmanın birbirinden farklı sıcaklıkta olması gerekiyor. Her ışın kılıcı plazmasının, sahip olduğu ısıya göre farklı bir manyetik alanı vardır.
Plazmanın içindeki atomlar enerji kaybettikçe ışık yayar. Fotonun enerjisi ışığın dalga boyu ile ilişkilidir. Farklı dalga boyundaki ışık farklı renkte görünür. Darth Vader'ınki gibi kırmızı bir ışın kılıcı yaklaşık 700°C sıcaklığa sahip olacaktır.
Ancak eğer Obi-Wan Kenobi'ninki gibi bir mavi ışın kılıcı yapmak istiyorsak yaklaşık 6.000°C sıcaklığa ulaşmak gerekiyor. Bu tür bir el tipi plazma kesici, görülmüş en güçlü teknolojiye sahip silahlara rakip olurdu. Tabii renklerin plazmadaki kimyasal safsızlığın değiştirilmesiyle ayarlanması da mümkün.
Işın Kılıcı Ne Kadar Enerji Gerektiriyor?
2012'de bir ABD şirketi 2.700°C'nin üzerinde sıcaklıkla bir çeliği anında eriten Metal Buharlı Meşale'yi (Metal Vapor Torch) geliştirdi. Askeri-sanayi düzeyinde üretilmiş herhangi bir teknolojiden daha güçlü olduğundan bir ışın kılıcına yasal olarak sahip olmak bir silah ruhsatı almaktan zor olacaktır.
Işın kılıcının ne kadar tehlikeli olduğunu düşünürsek normal. Sonuçta böyle bir metal kabzanın içindeki güç bir nükleer reaktörden büyüktür. Eğer General Grievous'u devirmek istiyorsanız ışın kılıcınızın en az 20 mW güce (20.000 kW) ihtiyacı var. Bu kadar enerjiyle Türkiye'de 60.000'den fazla haneye elektrik sağlayabilirsiniz.
Işın kılıcını AC kablosuyla büyük bir güç kaynağına bağlamadan kullanmak için trilyonlarca nano pil gerekiyor. Bu tür makroskopik piller üzerinde çalışan bilim insanları var ve teknoloji test aşamasında olsa da gelecekte mümkün olacağını düşünüyorlar.
Çalışan gerçek bir ışın kılıcına sahip olmak büyük bir çocukluk fantezisinin gerçeğe dönüşmesidir. Ancak paradoks şu ki plazma muhafazası ve pillerin arkasındaki teknoloji gerçeğe dönüştükçe bu fantezinin etkisini kaybetmesi olasılığı da var. Ne demişler, en azını um en iyisine sahip ol.
