Wir alle kennen die typische Situation: In einer weit, weit entfernten Galaxie gehen wir, die Hüter der Gerechtigkeit, ohne an etwas Böses zu denken, durch die Gegend. Plötzlich taucht ein böses Wesen, Abschaum des Universums, vor uns auf. Was tun? Die Men In Black sind gerade nicht zur Stelle. Also ziehen wir unser Laserschwert, um dem Treiben ein Ende zu machen. Es schneidet alle bekannten Stoffe, doch wie funktioniert es? Könnte jemand wirklich ein Laserschwert bauen?
„Man könnte Plasma in einem magnetischen Feld unterbringen, um ein Laserschwert zu bauen. Das Plasma könnte im Griff verstaut sein, und wenn man den Schalter drückt, baut sich das magnetische Feld auf und das Plasma wird ‚hineingezogen’. Obwohl man für die extrem hohe Temperatur des Plasmas sehr viel Energie benötigt, würde das Laserschwert das Gleiche leisten, wie in den Filmen. Es ist technisch nicht unmöglich.“
So sieht das zumindest Michael Ernst, ein Student aus Miami.
Das klingt doch für den Anfang schon mal ganz gut, aber was zum Teufel ist Plasma eigentlich? Plasma ist nichts anderes als überhitztes Gas, dessen Atome oder Moleküle zu Ionen und Elektronen dissoziiert sind, d. h. zerspalten wurden. Das Innere der Sonne und anderer Sterne besteht aus Plasma. Etwa 99 Prozent der kosmischen Materie befindet sich im Plasmazustand.
Plasma-Technologie ist seit vielen Jahren bekannt. Plasmakanonen werden oft benutzt, um Oberflächen eines Materials mit einer dünnen Schicht eines anderen Materials zu überziehen. Wenn man einen Stoff mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Metalle, mit einem Stoff, der einen hohen Schmelzpunkt besitzt, überziehen will, sind Plasmakanonen der beste Weg. Sie werden beim Bau von Flugzeugmotoren eingesetzt. Hier kurz die Funktionsweise: Eine große Menge Gas wird durch Radio- oder sogar Mikrowellen mit einer derartig hohen Energie versehen, dass das Gas in den Plasmazustand übergeht. In modernen Plasmakammern wurden bereits Temperaturen von 400.000.000 (!!!) Millionen Grad Celsius erzeugt. Das entspricht der 27-fachen Temperatur der Sonne.
Kleine Kügelchen des aufzutragenden Materials werden in den Plasmastrom geschossen. Das Plasma strömt dabei mit sehr hoher Geschwindigkeit aus der Plasmakammer. Die Kügelchen schmelzen augenblicklich zu Tröpfchen, die dann natürlich mit dem Plasma in die gleiche Richtung strömen. Die abgelösten Elektronen setzen sich nun wieder an die Ionen, da keine Energie mehr zugeführt wird, die sie trennen könnte, weil das Plasma ja die Kammer verlassen hat. Die Folge ist, dass das Plasma sehr schnell abkühlt, die Tröpfchen aber noch in geschmolzenem Zustand vorliegen. Diese Tröpfchen treffen anschließend mit Höchstgeschwindigkeit auf das zu bedeckende Material, welches dann den Überzug „annimmt“.
Na, wenn das so einfach ist, warum gehen wir dann nicht an die Uni und bauen uns ein Laserschwert? Kommt, fangen wir an!
Halt! Es gibt da noch ein paar technische Probleme. Weil der plasmatische Zustand der vierte Zustand nach dem Gas ist, ist es auch extrem heiß. Wasserstoffplasma ist mit seinen 4000 °C noch eines der kältesten. Also entweder riskiert man seinen tollen Jedi-Umhang oder man steht grinsend mit einem Laserschwert in der Hand und sieht aus wie ein Panzer.
Eine Ausnahme wäre, wenn das Gas unter niedrigem Druck steht. Denken wir an die Neonröhren. Diese Gase wechseln schon bei geringer Spannung in den Plasmazustand und fangen an zu leuchten. Wenn das nicht so wäre, hätte ich mich schon ein paar Mal verschrieben. Aber Star Wars spielt ja nicht in einer Neonröhre. Die Jedi benutzen ihre Schwerter ja bei normalem Luftdruck und da klappt das Ganze schon nicht mehr. Aber was kann man schon mit einer Neonröhre anfangen, außer jemandem das Augenlicht zu nehmen.
Dann gibt es noch etwas, was man als koronische Entladung bezeichnet. Das kann man in einer feuchten Nacht um eine Hochspannungsleitung sehen. Ich möchte darauf verweisen, dass man sich nicht so viel Alkohol rein schütten muss, bis man diese Entladung sieht, sondern dass mit „feucht“ lediglich eine hohe Luftfeuchte gemeint ist.
Die koronische Entladung tritt auf, wenn eine Energiequelle, etwa eine Hochspannungsleitung, die umgebende Luft in ein kaltes Plasma übergehen lässt. Die Nacht muss deswegen feucht sein, weil trockene Luft einen zu hohen Widerstand hat, um bei solch vergleichsweise geringen Spannungen zu Plasma zu werden. Außerdem würde man diese Erscheinung am Tag nicht sehen.
Das Ganze ist nicht gefährlich; es kann nicht mehr als ein paar Gasmoleküle zerstören oder Oberflächen aufrauhen, um sie zu lackieren. Und selbst das dauert zehn bis zwanzig Minuten. Man muss schon rhetorisch sehr geschickt sein, um einen potentiellen Gegner davon zu überzeugen, zwanzig Minuten in Reichweite dieser koronischen Entladung zu verweilen, um allmählich aufgeraut zu werden.
Also wieder zurück zu heißem Plasma. Die heutigen Plasmakanonen sind natürlich ziemlich unhandlich, obwohl Wissenschaftler der Meinung sind, dass man eine Plasmakanone soweit verkleinern könnte, dass man mit annehmbarem Gewicht einen 10.000 Grad heißen Plasmastrom erzeugen kann, der etwa 10 cm lang wäre. Das ist zum einen eher für den Nahkampf geeignet, zum anderen bräuchte man so auf die Schnelle 50 Kilowatt Energie und es müssten pro Minute etwa 50 Liter Luft durch das „Schweizer Lasermesser“ gepumpt werden.
Längere Plasmaströme sind innerhalb der Atmosphäre kaum möglich. Die Plasmakanonen erreichen einen Strahl von nur ein paar Zentimetern, bis die Elektronen wieder an ihren Plätzen sind und der ganze Zauber vorbei ist. Im Weltraum könnte eine Plasmakanone einen etwas längeren Strahl erzeugen, weil nichts da ist, in was die Energie „entweichen“ kann und kein Luftwiderstand existiert. Aber hier geht es dann nur um ein paar Meter und nicht um den Todesstern.
Trotzdem gibt es sehr lange Plasmastrahlen.
Die französische Raumfahrtsgesellschaft „Aerospatiale“ hat eine Plasmakanone entwickelt, deren Strahl immerhin einen Meter lang ist. Dieser wird benutzt, um Weltraummaterialien auf Tauglichkeit beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zu prüfen. Ein Meter reicht eigentlich für ein Laserschwert, oder? Allerdings braucht das Gerät 6 Megawatt und mehrere Kubikmeter Gas pro Minute. 1 Kubikmeter entspricht 1000 Litern. Und als ob das noch nicht genug wäre: das Ganze wiegt dann mehrere Tonnen und wird so zum unhandlichen Mitbringsel.
Zurück zu Michael Ernst und seinen magnetischen Feldern. Man könnte das Plasma zu einem längeren Strahl zwingen, indem man es mit einem magnetischen Feld begrenzt. In Plasmakammern wird so das Plasma von den Kammerwänden weg gehalten, da diese bei den hohen Temperaturen schmelzen würden. Plasma ist, wie schon am Anfang festgestellt, ionisiertes Gas. Ionen haben nun mal die Eigenschaften, positiv oder negativ geladen zu sein. Ein Magnetfeld hat auch einen positiven und einen negativen Pol, sodass man damit das Plasma „steuern“ kann. Soweit die Anwendung in Plasmakammern. Aber bei einem Jedi könnte ein Magnetfeld zu einem echten Problem werden. Wenn er an einem Kühlschrank vorbeigeht, der mit Magneten bestückt ist, weil Klein-Anakin unbedingt eine Notiz an den Kühlschrank machen musste, wäre der Jedi getoastet. Was ich damit meine, ist, dass man mit Plasma in der Hosentasche nicht durch die Gegend laufen kann, weil es einfach zu viele Dinge gibt, um die sich ein Magnetfeld aufbaut. Ich würde diese Bauart also nicht empfehlen.
Plasma können wir also vergessen! Moment mal, das Ding heißt doch Laserschwert! Also her mit dem Laser! Halt! Zwei Laserstrahlen würden sich nie abstoßen, aber was wäre die Jedi-Kampfkunst ohne das Blocken? Man kennt den Laserstrahl und der heißt nicht umsonst so. Strahlen haben einen Anfang und theoretisch kein Ende. Eine Möglichkeit wäre, da wo der Strahl aufhören soll, eine Art Spiegel hinzusetzen, der mit dem Griff verbunden ist. Aber wie sieht das denn aus? Das macht doch keinen Spaß mehr und außerdem ist es unhandlich.
Es gibt jedoch Laser, die genug Energie haben, um zu schneiden. Sie werden z. B. in der Medizin eingesetzt. Aber so einen Laser ohne begrenzte Länge mit sich herumzutragen käme einem Amoklauf gleich, da jeder… naja ihr wisst schon.
Laserstrahlen sind parallele Lichtstrahlen, die sehr energiereich sind und sehr weit reichen, ohne an Intensität zu verlieren. Wenn man den Laserstrahl durch eine Linse schickt, kann man ihn bündeln, sodass sich im Brennpunkt alle Strahlen treffen. Nach diesem Brennpunkt verlaufen alle Strahlen praktisch in alle Richtungen, und so weiter man vom Brennpunkt wegkommt, desto mehr lässt die Intensität nach, da die Strahlen nicht mehr parallel verlaufen.
Ein Laser, der einen weniger scharfen Brennpunkt in Gestalt eines langgezogenen X hat, bleibt auf einer längeren Länge energiereich, aber niemals so energiereich wie ein Laser, der einen scharfen Brennpunkt hat. Da, wo die meisten Strahlen fokussiert sind, kann man am besten schneiden; weiter weg von diesem Punkt immer noch relativ gut. Als Ergebnis hätte man einen Laser mit einer bestimmten schneidefähigen Länge, mit dem man tatsächlich Objekte zerschneiden könnte. Welche Objekte das sind, hängt von der Energiequelle des Lasers ab.
Zugegeben, das ist zwar kein richtiges Laserschwert, aber eine Laserklinge, mit der man jemandem etwas antun könnte. Aber einige Probleme bleiben dennoch. Wenn man mit der Klinge einen Spiegel in Form einer Satellitenschüssel anleuchten will, könnten sich die Strahlen refokussieren, quasi „neu ordnen“, und irgendwohin strahlen. Womöglich treffen sie dann jemanden, den ihr kennt, oder es wird zu einer Art Jedi-Harakiri. Wenn wir unser Gesicht in der Innenseite eines Löffels anschauen, sehen wir uns falsch herum, weil die Lichtstrahlen refokussiert wurden, um das mal an einem praktischen Beispiel deutlich zu machen. Also, Laserschwert nicht in der Küche benutzen!
Das andere Problem ist wieder einmal eine handliche Energiequelle für einen derartigen Laser. Aber vor ein paar Jahren hätte noch niemand diese kleinen Laserpointer für möglich gehalten, weil die ersten Laser eher klumpige Apparate waren. Diese Laserpointer können immerhin die Netzhaut beschädigen. Das Ergebnis ist niederschmetternd… im Moment!
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