Tak laserowe pociski z Gwiezdnych Wojen wyglądałyby w rzeczywistości

zdjęcie: IPC PAS, Grzegorz Krzyżewski

Gwiezdne Wojny to jedna z najbardziej lubianych serii – między innymi ze względu na oryginalnych bohaterów i równie oryginalne rozwiązania. Jednym z najbardziej rozpoznawalnych znaków Star Wars są zapewniające akcję kolorowe pociski laserowe. Zastanawialiście się jednak kiedyś jakby to wyglądało w rzeczywistości? Naukowcy z Centrum Laserowego Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk i Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego – tak. 

Zaprojektowali i przetestowali oni nowy kompaktowy laser wielkiej mocy (10 TW), aby zobaczyć jak wystrzelony tego typu pocisk wyglądałby podczas lotu (gdyby można go było zobaczyć) oraz jak oświetlałby on powietrze. Naukowcy przeprowadzili eksperyment, podczas którego sfilmowali wędrówkę tego świetlnego pocisku w bardzo wolnym tempie. 

„Gdyby ktokolwiek chciał sfilmować pojedynczy impuls świetlny, tak by ten poruszał się na filmie równie wolno co na naszym nagraniu, musiałby użyć kamery pracującej z szybkością miliarda klatek na sekundę” – skomentował dr hab. Yuriy Stepanenko, kierujący zespołem odpowiedzialnym za budowę lasera wielkiej mocy. 

Problem w tym, że kamery rejestrujące miliardy klatek na sekundę nie istnieją. Naukowcy zastosowali zatem pewien trik – „kamerę zsynchronizowano z laserem generującym impulsy laserowe z szybkością ok. 10 strzałów na sekundę. Zrobiono to w taki sposób, aby przy każdym kolejnym impulsie kamera rejestrowała obraz minimalnie opóźniony względem poprzedniego”. W rzeczywistości więc każda klatka filmu to już inny impuls laserowy, ale jako że fizyka pozostawała ta sama – przemieszczanie się impulsu jest jak najbardziej realistyczne. 

Impuls laserowy jest niemożliwy do zarejestrowania dlatego, że trwa zaledwie kilkanaście femtosekund (milionowych części miliardowej części sekundy). Problemem jest też rozbieganie się wiązki w atmosferze. Zaprojektowany przez naukowców laser pozwolił jednak się z tym uporać. „Dzięki odpowiedniemu doborowi parametrów pracy lasera, umożliwiającemu zbalansowanie złożonych oddziaływań między polem elektromagnetycznym impulsu a plazmą filamentu, wiązka świetlna lasera nie rozbiegała się w powietrzu, a przeciwnie, ulegała samo ogniskowaniu”.

No dobra, nie przedłużajmy już. Jak zatem by to wyglądało? Mniej więcej tak:

Źródło: Insytut Chemii Fizycznej PAN