Mít světelný meč jako rytíř Jedi je snem mnoha fanoušků sci-fi. Fyzika, technologie i bezpečnostní normy ale ukazují krutou pravdu: skutečný světelný meč v našem světě zatím – a možná nikdy – nevznikne.
Vlastnit skutečný světelný meč je vlhkým snem každého fanouška Star Wars. Po celá desetiletí obdivovatelé rozsáhlého projektu George Lucase nejenže fantazírovali o možnosti cestovat kamkoli v galaxii, ale součástí těchto fantazií bylo i vlastnictví vlastního světelného meče. Bohužel technologie (a její vývoj) jasně říkají: je to nesplnitelný sen.
Za prvé, skutečný světelný meč by vyžadoval schopnost soustředit kilowatty až megawatty do krátké, stabilní čepele. Plazma by tedy potřebovala silné magnetické omezení, protože světlo se samo o sobě nezastaví ani nesrazí. Řezání oceli na průmyslové úrovni tedy vyžaduje lasery o výkonu 4-24 kW a pomocné plyny, ale u komerčních strojů se toto číslo zvyšuje na 12-24 kW. Problémem tedy nejsou náklady, ale bezpečnost.
Podíváme-li se na to lehkovážně a pomineme-li nepravděpodobnost dosažení tohoto výkonu, musíme kvůli nákladům nechat stranou energii: odhady pro řekněme 6-12 mm měkké oceli jsou 3,5-6,5 kWh na kus, což je daleko od jakéhokoli přenosného kapesního zdroje. Při evropských cenách elektřiny mimo domácnosti (v průměru 0,19 €/kWh) stojí jeden řez o kapacitě 3,5 kWh přibližně 66,5 centů (4,5 Kč). Počítat podle nákladů však nemá vůbec smysl, protože problém spočívá ve schopnosti balit energii a zároveň upřednostnit bezpečnost.
Technologie nepokročila dostatečně daleko
Ocel se taví při teplotách mezi 1 370 °C a 1 540 °C, ale je třeba vzít v úvahu také citelné zahřátí, teplo tavení a ztráty způsobené aspekty, jako je vedení nebo oxidace. Zvyšování špičkového výkonu navíc vyžaduje větší tepelnou hmotnost, a proto by komerční lithium-iontové baterie mohly být možností, jak vytvořit přenosné zařízení s vlastnostmi světelného meče. Bohužel tato možnost vyprchá během několika milisekund.
V současné době tyto baterie poskytují energetickou hustotu (měrnou energii) mezi 100 a 265 Wh/kg, a i když výzkum směřuje k rozsahu mezi 300 a 500 Wh/kg, práce s přepočtem energie na výkon v čase znamená pracovat s balíčky, které jsou stejně objemné jako těžké. Plazma meče navíc vyžaduje silná magnetická pole a stlačené zdroje, což je důvod, proč měřítko seriózních omezovačů ilustruje nedostatečnou přenosnou proveditelnost projektu.
Ke všemu výše uvedenému je třeba ještě dodat, že paprsek schopný řezat patří do třídy 4, což je označení, které značí nebezpečí pro oči i pokožku kvůli difuznímu odrazu. Z tohoto důvodu je jeho použití omezeno na kontrolované prostory s řadou přísných stínění a postupů, a proto by úvahy o použití světelného meče mimo tyto prostory byly nejen nelegální, ale také velmi nebezpečné. Existence norem IEC 60825 a různých směrnic proto vyžaduje specifická ochranná opatření, blokování, značení a postupy.
Rozlučte se se svým světelným mečem
Nelze si tedy představit žádný scénář, ve kterém bychom mohli vytvořit skutečný světelný meč, který by obešel všechny fyzické a právní překážky. To však neznamená, že nelze studovat reálné alternativy, které se sice nepřibližují podívané na boj ve Hvězdných válkách, ale slouží k tomu, abychom si udělali představu o tom, jak bychom mohli pracovat v rámci alternativ:
- Průmyslové laserové nebo vláknové řezačky (4-24 kW) s optikou, plyny a CNC stoly. Jsou sice přesné, ale objemné, a tudíž těžkopádné na ovládání, a nesou s sebou rizika spojená s jejich velikostí i provozními omezeními.
- Ruční plazma je možností u ručních zařízení, jako jsou modely o výkonu 30 kW, které řežou 50 mm při skromných rychlostech. Ani tak se ale nepřibližují Hvězdným válkám, protože do nich nelze s nimi narážet na jiná podobná zařízení
Pokud tedy chceme směřovat k budoucnosti, kdy budou světelné meče realitou, je třeba se zaměřit na zdokonalení baterií s vysokým vybíjením, tepelnou kontrolu a výzkum robustní optiky, která pomůže zlepšit přenosné nástroje. Ani ambiciózní průlom v této oblasti však nezaručuje, že se nám podaří vytvořit „meč“, který se zastaví při střetu s ostatními jako ve vesmíru George Lucase.
Pevná světélkující čepel schopná kolize je neproveditelná. Ve skutečnosti se existence bezpečného přenosného nože, který lze bezpečně ovládat, čelně střetává nejen s normami třídy 4, ale také se zdravým rozumem. Ačkoli je to tedy sen milionů lidí, technologický vývoj a věda nám říkají, že se skutečného světelného meče nikdy nedočkáme.
Svět science fiction však inspiroval vědce k vývoji technologií, které sice nejsou světelnými meči, ale mají praktické využití v reálném světě. Například lasery se používají v medicíně k přesným chirurgickým zákrokům, v průmyslu k řezání a svařování materiálů a v komunikaci k přenosu dat prostřednictvím optických vláken. Pokrok v plazmové technologii navíc umožnil vývoj displejů s vysokým rozlišením a účinnějších osvětlovacích zařízení.
Ačkoli skutečný světelný meč ve stylu Hvězdných válek zůstává vzdáleným snem, výzkum a vývoj souvisejících technologií pokračuje a nabízí nové možnosti a aplikace, které jsou prospěšné pro celou společnost.