Thanh gươm ánh sáng có thể trở thành vũ khí nguy hiểm nhất

Dù lý thuyết chứng minh hoàn toàn có thể chế tạo thanh gươm ánh sáng, nó có khả năng trở thành vũ khí nguy hiểm nhất từng được tạo ra, cả với người sử dụng và nạn nhân.

Trong loạt phim Star Wars, thanh gươm ánh sáng là vũ khí cổ đại của người Jedi, sử dụng năng lượng plasma. Plasma được xem là trạng thái vật chất thứ 4 trên Trái Đất bên cạnh chất lỏng, chất rắn và chất khí. Nó cũng là trạng thái phổ biến nhất của tất cả vật chất nhìn thấy trong vũ trụ (ngoại trừ vật chất tối và năng lượng tối), theo International Business Times.

Đặc điểm khiến plasma trở nên khác biệt với các trạng thái còn lại là nó bao gồm những phân tử mang điện tích - electron tự do (tích điện âm) và hạt nhân mất electron (tích điện dương). Điện tích chuyển động bên trong tia plasma có thể tạo ra từ trường, đồng thời điều khiển được bằng từ trường hoặc điện trường.

Từ trường giữ vai trò quan trọng đối với việc giữ plasma bên trong thanh gươm, chống lại áp suất sinh ra do plasma nóng tìm cách mở rộng ra xung quanh. Đây là một trong những phương pháp được phát triển để chế ngự năng lượng từ phản ứng tổng hợp hạt nhân, khi nuclei (nguyên tử không chứa electron) va chạm để tạo ra neuclei mới đồng thời giải phóng năng lượng lớn.

Một binh sĩ cầm thanh gươm ánh sáng trong bộ phim Star Wars. (Ảnh: Lucas Film).

Plasma có thể phát ra ánh sáng theo hai cách. Đầu tiên là do nhiệt độ cao. Ví dụ, Mặt Trời là một quả cầu plasma nóng với nguồn nhiệt đến từ phản ứng hạt nhân bên trong lõi của nó. Mọi vật thể nóng đều phát ra bức xạ điện từ trường với bước sóng đặc biệt. Màu sắc của chúng phụ thuộc vào nhiệt độ, từ đỏ ửng với nhiệt độ thấp đến xanh dương ứng với nhiệt độ cao. Để thanh gươm ánh sáng thực sự nguy hiểm, nó cần phải có màu xanh dương.

Cách khác để plasma phát sáng tương tự như cách bóng đèn huỳnh quang hoạt động. Nhờ dòng điện chạy qua nguồn plasma, electron có thể va chạm với nguyên tử tích điện dương (gọi là ion) và tăng năng lượng. Các ion phản ứng lại bằng cách giải phóng năng lượng dư thừa dưới dạng ánh sáng, khiến thanh gươm phát sáng. Ánh sáng này có màu sắc cụ thể tùy theo thành phần plasma.

Dù thanh gươm ánh sáng khả thi theo quan điểm vật lý, năng lượng cần thiết để tạo ra dòng plasma vô cùng lớn, đặc biệt để chứa đựng nó trong chuôi gươm nhỏ. Các nhà nghiên cứu cần đạt nhiều thành tựu công nghệ để có thể biến thanh gươm ánh sáng thành hiện thực. Trong đó, vấn đề lớn nhất mà họ cần vượt qua là quá trình tái liên kết từ, theo kết quả từ nghiên cứu của Martin Archer, nhà vật lý plasma ở Đại học Queen Mary tại London, Anh.

Tái liên kết từ là một quá trình cơ bản trong lĩnh vực vật lý plasma, xảy ra khi plasma với từ trường khác nhau va chạm. Khi từ trường của mỗi plasma đến gần nhau, toàn bộ các đường sức tử sẽ thay đổi và sắp xếp lại thành cấu hình từ trường mới và giải phóng năng lượng khổng lồ. Khi hai thanh gươm ánh sáng va vào nhau, quá trình tái liên kết từ sẽ xảy ra, dẫn đến lực công phá tương ứng với một vụ nổ lớn phát ra từ plasma bên trong. Kết quả là cả hai đối thủ trong cuộc đọ sức sẽ khó bảo toàn tính mạng.