Sci Fi Science: Physics of the Impossible - Second Season

Chùm sáng với năng lượng khổng lồ,

tận dụng năng lượng từ các tia chớp,

được cấp thêm sức mạnh từ một lực vô hình thần bí,

một sự tưởng tượng trong khoa học viễn tưởng,

hay một thiết kế cho kiếm ánh sáng?

Tôi là tiến sĩ Michio Kaku.

Tôi là một nhà vật lý lý thuyết và là một fan hâm mộ khoa học viễn tưởng.

Hãy tham gia cùng tôi và tôi sẽ chỉ cho các bạn thấy làm sao

để làm ra một bộ phim khoa học viễn tưởng.

Kiếm ánh sáng - một thanh kiếm với năng lượng khổng lồ.

Đó là một thứ vũ khí phổ biến nhất trong phim ảnh.

Đó là một loại kiếm phát sáng kê vo ve khiến cho mọi người đều say mê.

Tôi sẽ chỉ cho các bạn thấy làm sao để tạo ra một thanh kiếm như vậy.

Tôi muốn thanh kiếm ánh sáng của tôi có thể thoả mãn tất cả những người khó tính nhất,

những fan hâm mộ từng sống và mơ về những thứ trong khoa học viễn tưởng.

Một thanh kiếm được tạo ra từ ánh sáng.

Cơ bản là một thanh kiếm năng lượng.

Nó chẻ được đá, cắt được gỗ.

Nó tạo ra âm thanh kiểu như wong...wong.

Có thể cắt đôi một phân tử không khí.

Một thanh kiếm ánh sáng có thể cắt được mọi thứ.

Trong phim ảnh, thanh kiếm ánh sáng có những đặc tính ma thuật.

Để làm ra một chiếc như vậy sẽ là công việc vĩ đại.

Để bắt đầu, tôi chia công việc ra làm những hạng mục cơ bản.

Trước tiên là chuôi kiếm, đủ lớn để chứa được nguồn năng lượng cho kiếm ánh sáng.

Thứ hai là lưỡi kiếm.

Là một lưỡi kiếm dài khoảng 1m phát ra ánh sáng có thể chém qua bất kỳ một loại vật chất nào.

Lưỡi kiếm là phần quan trọng nhất của vũ khí này.

Tìm ra cách làm ra một lưỡi kiếm như vậy sẽ là chìa khoá để tạo ra một thanh kiếm ánh sáng.

Các fan phim khoa học viễn tưởng đã có ý tưởng rõ ràng về thứ tạo ra thanh kiếm ánh sáng.

Một thanh kiếm ánh sáng là một thứ vũ khí về cơ bản giống như một tia laser có chiều dài nhất định.

Một thanh kiếm laser.

Một thanh kiếm có nhiệt độ cực cao.

Đó là những suy xét thông thường và là một ý tưởng chung.

Một tia laser có thể cắt qua cả tấm sắt dày hàng cm không phải là thứ trong phim khoa học viễn tưởng.

Tia laser có các hạt ánh sáng được ép hợp lại thành một dải.

Ta càng đẩy nhiều năng lượng vào chúng, thì chúng càng mạnh.

Vậy về lý thuyết, không có giới hạn nào về mức năng lượng của một thanh kiếm laser.

Bước đầu tiên để làm ra thanh kiếm laser của tôi là tạo ra chùm tia.

Tôi phải bắn năng lượng qua thứ gọi là vật liệu laser.

Tôi cần thứ gì đó vừa mạnh vừa nhỏ để cho vừa vào chuôi kiếm.

Bên trong chuôi kiếm có chứa nguồn năng lượng kỳ lạ mà khoa học chưa khám phá ra.

Tôi cho rằng năng lượng đó có từ một loại tinh thể hay đại loại thế bên trong nó.

Tôi tin là có một loại tinh thể sẽ tạo ra một lưỡi kiếm thực sự.

Trong bộ phim Chiến tranh giữa các vì sao

họ phải du hành tới hành tinh Itom để tìm một loại tinh thể dùng để làm kiếm ánh sáng.

Nhưng ta không cần phải du hành ra ngoài vũ trụ để lấy tinh thể.

Tại Đại học Thành phố New York, chúng ta đã tạo ra tinh thể của mình.

Tinh thể là vật liệu laser lý tưởng.

Chúng mạnh, chịu nhiệt và rất nhẹ và có thể nhét vừa trong chuôi kiếm ánh sáng.

Chỉ cần một tinh thể tự tạo với đường kính 0,6cm có thể tạo ra một tia laser 1Giga Watt.

Ta cho rằng tia laser sẽ tạo ra một thanh kiếm ánh sáng lý tưởng.

Tôi có thể để các tinh thể vào chuôi kiếm, đẩy vào đó đủ năng lượng,

và một tia laser có thể cắt qua hầu hết mọi thứ.

Nhưng cho dù các fan phim khoa học viễn tưởng có nghĩ gì đi nữa,

thì đó vẫn chưa phải một thứ vũ khí trang nhã mà tôi muốn tạo ra.

Ánh sáng không thể cứng lại như một lưỡi kiếm.

Khi hai tia sáng giao nhau, chúng vẫn cắt qua lẫn nhau.

Lưỡi kiếm không đập vào nhau như trong phim Star War.

Như vậy là không thể đánh gạt được lưỡi kiếm của đối thủ.

Đồng thời, nếu ta dùng tia laser dưới ánh nắng mặt trời,

hay đơn giản là ta bật đèn lên, tia laser sẽ trở nên vô hình.

Và điều gì có thể xảy ra nếu như ta dùng kiếm ánh sáng mà không thấy được chúng?

Nhưng nếu tôi có thể tìm ra cách giải quyết cho lỗi thiết kế này,

thì tôi cho rằng một tia laser như thanh kiếm ánh sáng vẫn còn những thiếu sót cơ bản nữa

nếu tôi chẻ đôi người đối thủ hoặc nó cũng có thể phá huỷ cả tôi nữa.

Ngay cả khi ánh sáng có thể mang năng lượng,

thì nó vẫn không có vật chất hoặc khối lượng.

Ánh sáng được tạo ra từ trái đất chỉ việc lao thẳng

vào không gian và tiếp tục vươn đi mãi mãi.

Và khi ánh sáng là một tia laser mạnh nó sẽ đốt cháy qua mọi thứ cản đường nó.

Tôi sẽ không muốn đánh với đối thủ dùng kiếm laser bên trong nhà

khi lưỡi kiếm của nó cứ tiếp tục vươn dài đến vô cùng,

cắt qua mọi thứ trên đường đi của nó

và tôi đang ở trong một toà nhà và cả toà nhà sẽ đổ xuống đè lên chính tôi

và có thể các vệ tinh đang bay quanh quỹ đạo trái đất cũng có thể gặp nguy hiểm.

Các fan hâm mộ sẽ không mấy ấn tượng

với thanh kiếm ánh sáng của tôi khi tia sáng của nó vươn tới tận bầu trời.

Tôi cần phải tìm ra cách làm cho thanh kiếm ánh sáng có độ dài vừa đủ, khoảng 1m.

Để tạo ra một thanh kiếm ánh sáng dường như là một mục tiêu không thể.

Nhưng khoa học tiên tiến có thể có câu trả lời.

Và nó có thể gây ngạc nhiên ngay cả với Einstein.

Các nhà khoa học tại Harbit Sonian đang nghiên cứu một thứ có thể gây sửng sốt ngay cả với Einstein.

Nghe có vẻ như một thứ chỉ có trong chuyện khoa học viễn tưởng

và nó có thể biến một lưỡi kiếm ánh sáng thành sự thật.

Lúc đầu, trông như thể ta đang cố phá vỡ một trong

những định luật của Einstein về biểu hiện của ánh sáng.

Tôi dùng chiếc kính này để quan sát một chùm sáng hồng ngoại vốn không thể thấy được

bằng mắt thường đang chiếu qua một ống nghiệm chứa đầy khí ga.

Don Walsworth là một trong số các nhà khoa học đang

thực hiện công trình nghiên cứu đầy thú vị này.

Chúng tôi có thể đưa một xung ánh sáng laser vào một buồng nguyên tử,

giữ nó yên đó trong tích tắc và rồi thả nó ra.

Don nói về một thử nghiệm của ông khi ông có thể chặn được ánh sáng.

Thực ra, điều đó chưa từng được thực hiện trước đây.

Và dường như điều đó đã phá vỡ quy luật.

Ánh sáng là hiện tượng nhanh nhất trong vũ trụ.

Do ánh sáng di chuyển rất nhanh và không có trọng lượng

nên không thể vây được ánh sáng.

Ánh sáng có thể bị hấp thụ, phản chiếu hay đi xuyên qua vật thể,

có thể làm chậm lại, nhưng cho đến ngày nay chúng ta vẫn cho rằng không thể chặn

và giữ ánh sáng lại một điểm.

Đó chính là điều tôi cần làm để tạo ra một thanh kiếm ánh sáng thực sự.

Don và nhóm nghiên cứu của ông đã thực hiện những việc chưa từng xảy ra trong tự nhiên.

Họ bắn một photon tia sáng laser vào một bình chứa đầy các nguyên tử khí ga.

Các nguyên tử khí ga giữ lại ánh sáng trong một thời gian ngắn

và rồi chuyển nó qua nguyên tử tiếp theo.

Một số thí nghiệm chặn ánh sáng kéo dài trong hơn 1 giây.

Về lý thuyết, làm ra một thanh kiếm ánh sáng có lưỡi kiếm

được chặn lại ở khoảng cách chính xác 1m là hoàn toàn có thể.

Chẳng có gì vi phạm các định luật vật lý mà chúng tôi chỉ là khai thác định luật vật lý -

định luật cơ học lượng tử và thuyết tương đối.

Dừng ánh sáng là một công nghệ phi thường.

Hãy tưởng tượng một thanh kiếm ánh sáng được làm từ thứ ánh sáng rắn chắc thuần tuý.

Tuy nhiên, ta vẫn có một vấn đề.

Để thanh kiếm thực sự hoạt động,

tôi phải tìm ra cách gì đó chứa đựng các phân tử khí ga. Tôi cần dừng tia sáng laser.

Một lưỡi kiếm ánh sáng có khả năng cắt qua mọi thứ phải phải có khoảng 2204 độ C.

Mức nhiệt độ đó có thể biến khí ga thành thể plasma siêu nóng

mà chính các ngôi sao và tia sét được tạo ra từ đó.

Vậy tia laser chưa được ngăn lại.

Tôi kết luận với một chùm tia laser dài vô tận với một tia sét không thể kiểm soát được ngay trên tay cầm,

thậm chí cả Yoda cũng không thể chế ngự được.

Liệu các fan khoa học viễn tưởng cho rằng thanh kiếm ánh sáng là điều không thể không.

Nhưng điều đó lại cho tôi một ý tưởng

nếu tôi có thể chế ngự được thể plasma siêu nóng đó, thì nó sẽ trở thành lưỡi kiếm lý tưởng.

Trong xưởng sản xuất này họ chưa có một thanh kiếm ánh sáng,

nhưng có một ngọn đèn plasma có thể cắt cả thép.

Plasma là một thể khác lạ. Không phải chất lỏng, chất rắn hay thể khí nhưng có một ngọn đèn plasma có thể cắt cả thép.

Plasma là một thể khác lạ. Không phải chất lỏng, chất rắn hay thể khí

mà được biết đến như một trạng thái thứ 4 của vật chất.

Ngọn đèn plasma này có năng lượng của một tia sét nhỏ.

Nó có thể đốt nóng không khí lên hàng nghìn độ vượt qua nhiệt độ nóng chảy của thép.

Nó chỉ dùng khí ga và điện.

Vì tất cả lý do đó, tôi cho rằng đây là thành phần giúp làm nên thanh kiếm ánh sáng của tôi.

Để tạo ra nó, ta hãy bắt đầu với khí ga.

Chiếc đèn này chỉ sử dụng khí ô-xy và không khí làm nhiên liệu.

Không khí được bơm vào đường ống này, được kích nhiệt và điện phân.

Quá trình này làm thay đổi cấu trúc nguyên tử,

phóng ra rất nhiều năng lượng và tạo ra một đám mây khí điện tích - hay thể plasma.

Đến thăm xưởng sản xuất Body Shop cho tôi một ý tưởng.

Chiếc đèn plasma mà chúng ta vừa thấy.

Tôi cho rằng đó là cấu phần của thanh kiếm ánh sáng.

Cây đèn đó tiêu tốn 2700Watt năng lượng,

tương đương với lượng điện tiêu thụ của 2 hộ gia đình.

Bây giờ ta hãy phóng to nó lên 1 hay vài nghìn.

Năng lượng cần thiết có thể bằng cả một thành phố nhỏ.

Và đó là năng lượng ta cần cho một thanh kiếm ánh sáng,

có thể cắt qua được bất kỳ loại vật chất nào,

có thể sử dụng linh hoạt như một loại vũ khí dùng trên chiến trận.

Một ngọn đèn plasma dài 1m siêu nóng sẽ là thứ không thể kiểm soát được và rất nguy hiểm.