Wróg! Podnieść osłony!

Zostały nam do omówienia 3 siły. Elektromagnetyzm oraz słabe i silne oddziaływania jądrowe.


Elektromagnetyzm to siła, która rozświetla nasze miasta. Radio, lasery, tablety, internety, wszystko to zawdzięczamy elektromagnetyzmowi. Jest to chyba najbardziej użyteczna siła na świecie. W przeciwieństwie do grawitacji potrafi ona zarówno przyciągać jak i odpychać. Czy ta siła jednak się nada do budowy naszej tarczy? Sama siła jako taka nie ponieważ można ją łatwo zneutralizować. Na przykład plastik i inne izolatory mogą z łatwością przenikać przez naprawdę potężne pola elektryczne i magnetyczne. Elektromagnetyzm z resztą działa na duże odległości i nie można nadać obszarowi jego oddziaływań pożądanego przez nas kształtu.
Wspomniałem już, że sama siła elektromagnetyczna nam nie pomoże, ale można ją wykorzystać do budowy naszej tarczy. O tym później. Omówmy jeszcze pozostałe siły czyli...

Słabe i silne oddziaływania jądrowe. Jeżeli chodzi o tę pierwszą siłę to jest to najkrócej pisząc siła rozpadu radioaktywnego. Dzięki tej sile rozpadające się pierwiastki radioaktywne we wnętrzu naszej Ziemi utrzymują jej temperaturę. A więc słabe oddziaływanie jądrowe jest odpowiedzialne m. in. za wybuchy wulkanów, trzęsienia ziemi i dryf kontynentów.
Silne oddziaływania jądrowe utrzymują w całości jądro atomu. Energia Słońca i innych gwiazd ma swoje źródło w tym oddziaływaniu.
Jak miałoby nam to pomóc? Problem w tym, że oddziaływania te mają bardzo mały zasięg działania. Generalnie co najwyżej na odległość jądra atomowego. Nie potrafimy tak naprawdę jeszcze dobrze używać tych sił. Póki co za ich pomocą rozbijamy atomy badając ich bardziej elementarny skład i detonujemy bomby atomowe.

Jak z tych czterech klocków zbudować tarczę ochronną? Może jest nadzieja? Słyszeliście kiedyś o czwartym stanie skupienia materii?


Plazma to najobficiej występująca forma materii we Wszechświecie. To z niej zbudowane jest Słońce, inne gwiazdy i gaz międzygwiazdowy. Jeżeli uważasz, że plazma to też wytwór sci-fi to pomyśl czy w twoim domu przypadkiem nie stał kiedyś w salonie telewizor plazmowy, albo czy nie widziałeś kiedyś błyskawicy.

Cztery stany skupienia materii

Plazma jest gazem zjonizowanych atomów. Ogrzewając materię, która znajduje się w stanie stałym doprowadzamy do niej energię pod postacią ciepła. Dzięki temu atomy tworzące tę substancję są bardziej... "energiczne" i dzięki temu trochę się... "luzują". Mamy wtedy stan ciekły, w którym atomy przemieszczają się to tu, to tam. Weźmy przykład wody. Woda w stanie ciekłym to lód. Atomy takiej wody mają bardzo mało energii (ale ciągle jakąś mają!) w związku z czym nie bardzo są chętne aby się poruszać. Spróbuj nalać wody z zamarzniętej butelki. Kiedy ogrzejemy lód (dostarczymy atomom wody energii) woda zacznie się roztapiać tworząc ciekły stan skupienia. Podgrzewając dalej wodę czyli dostarczając jej atomom jeszcze więcej energii woda przechodzi w trzeci stan skupienia tzw gazowy. W gazie atomy mają tyle energii, że szaleją jak tylko mogą.

Cząstki materii w jej poszczególnych stanach skupienia

 A co gdyby dostarczyć jeszcze więcej i więcej energii? Atomy jeszcze bardziej poluzują? Można tak powiedzieć. Wiemy, że atom składa się najogólniej z jądra i krążących wokół niego elektronów. Jeszcze bardziej "rozluzowane" atomy ze stanu gazowego tak się "luzują", że opuszczają swoje elektrony! Powstaje plazma! Czyli materia w czwartym stanie skupienia, której rozhulałe na skutek dostarczenia ogromnej ilości energii jadra atomowe są oddzielone od swoich elektronów.

Teraz: Jądra atomowe mają ładunek dodatni prawda? Elektrony ujemny prawda? Dlatego atomy są obojętne elektrycznie ponieważ w takim atomie jest tyle samo dodatnio naładowanych protonów w jądrze ile ujemnych elektronów. Kiedy dodatnie jądro pozbywa się swoich elektronów w plazmie staje się dodatnio naładowane. A dodatnio (ujemnie też) naładowaną materią możemy już sterować! Nadawać jej kształt, sprawić aby działała zgodnie z naszą wolą. Robimy to za pomocą czego? Oczywiście oddziaływania elektromagnetycznego!

Ogrzewając gaz do wysokiej temperatury zamieniamy go w plazmę. Taki gaz możemy kształtować za pomocą pól elektrycznych i magnetycznych. Czy taka plazmowa osłona już powstała? Tak!
Okno plazmowe zostało wynalezione przez fizyka Ady'go Herschcovitcha (nie próbujcie czytać na głos) w 1995 roku. Doktor Hersch... Doktor Ady skonstruował to urządzenie aby rozwiązać pewien problem spajania metali za pomocą wiązki elektronów. W skrócie chodziło o to, że takie spajanie może zachodzić tylko w próżni więc fizyk za pomocą plazmy chciał oddzielić powietrze od obszaru w którym wiązka elektronów spajała metal. Jego urządzenie miało 90 cm wysokości i 30 cm głębokości. Okno ogrzewało gaz do 6650 stopni! tworząc plazmę uwięzioną przez pole elektryczne i magnetyczne.

Wyobraźmy sobie (w końcu!) naszą kosmiczną bitwę! Nasz kosmiczny okręt został wystawiony na ogień wroga! W naszym kierunku lecą olbrzymie rakiety! Jaki jest pierwszy rozkaz? "Uruchomić tarczę plazmową!" Nasz okręt rozpyla wokół gaz który następnie ogrzewa do ogromnych temperatur w wyniku czego z gazu tworzy się plazma. W tym momencie pada rozkaz: "Uruchomić generator pól elektrycznych i magnetycznych!" Dzięki temu plazma tworzy barierę między naszym statkiem a nadlatującymi pociskami! Rakiety się zbliżają i... na skutek zetknięcia się z rozgrzaną do temperatury ponad 6000 stopni Celsjusza plazmą dosłownie wyparowują! Załoga skacze z radości! Ale co to?! Przeciwnik próbuje laserem o wysokiej mocy przeciąć nasz okręt na pół! I z pomocą przychodzi kolejna technologia, która już w dzisiejszych czasach ułatwia nam życie.
Chodzi o zjawisko fotochromii. Fotochromia to proces wykorzystywany w okularach przeciwsłonecznych, które ciemnieją pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Czyli im większe jest natężenie światła słonecznego tym więcej tego światła okulary zatrzymują. Szkło w takich okularach jest z budowane z cząsteczek, które mogą być w dwóch stanach. W pierwszym stanie cząsteczka jest całkowicie przezroczysta, a w drugim nieprzezroczysta. Gdyby takie cząsteczki nanieść na kadłub naszego okrętu to pod wpływem promieniowania wiązki lasera, którą wróg w naszym kierunku wycelował cząstki te stałyby się nieprzezroczyste i zatrzymałyby laser! I tak mogłaby wyglądać nasza super hiper zajetarcza!
Co prawda nie istnieje jeszcze fotochromia zdolna zatrzymać wiązkę laserową, ale okrętów kosmicznych tez jeszcze nie mamy. Jeszcze!


                                                                                                                                      W.P.