Bild: starwars.wikia.com (Creative commons license)

Ljussvärd finns av olika fabrikat och modeller. Här slåss man med den grövre varianten Mitznik-32 från Intergalatic Directed Energy Armory (IDEA), där versionsnumret syftar på strålkalibern i millimeter.


Bild: starwars.wikia.com (Creative commons license)

Tidigare i historien var svärden betydligt finkalibrigare. Vaders svärd i Episod 4 var bara hälften så tjockt som i senare episoder. Han kan ha använt ett ZuperZap-19B, alltså ett klassiskt jedivapen med 19 millimeters kaliber från Photonic Industries. M19B hade problem med effektregleringen och kunde drabbas av eldavbrott efter längre strider, och ersattes snart av M20 med förbättrad effektstyrning och grövre kaliber.

Effektberäkning


Det är uppenbart att ljussvärdet både har en på/av-knapp och ett effektreglage, men automatisk effektreglering måste till för att kunna klara grövre stålbalkar och betong, samtidigt som en lägre tomgångseffekt kan vara tillräcklig när man ska hugga ned mänskliga motståndare.

Låt oss beräkna hur mycket effekt som behövs. Beräkningen går ut på att undersöka effektbehovet för att smälta ett 10 millimeters snitt genom en stålbalk.

Antag att vi har 10x10x1 cm järn som ska smältas på 0,01 sekund. Massan blir ca 0,75 kg. Värmekapaciteten för järn är 0,45 kJ/kg och smältvärmet är 247 kJ/kg, så vi får:

Uppvärmning till smältpunkt: (1535 - 25) * 0,45 * 0,75 = 510 kJ
Smältvärme: 247 * 0,75 = 185 kJ
Totat för att smälta volymen: 695 kJ
Effekt för att smälta på 0,01 sekund: 69,5 MW.

Kokpunkten för järn är 2750° C och ångbildningsvärmet är ca 6270 kJ/kg. Så för att förånga 0,75 kg smält järn på 0,01 sekunder behövs 6270*0,75/0,01 kW = 470 MW. Men då är inte effekten för att värma upp smältan till 2750° C medräknad.

Nu behöver inte den smälta delen vara så bred som 10 mm. Det räcker att tråden kan passera, och man behöver inte förånga speciellt mycket, det räcker att ångan kan blåsa bort det smälta stålet.

Hursomhelst så behöver man ha minst i storleksordningen 100 MW tillgängligt för att hugga av en 10x10 cm balk med ett 2-10 mm brett snitt, lite beroende på hur effektivt man kan får stålet absorbera strålen.

En hundramegawatts reaktor i ett handtag?


Det har jag inga problem med, så länge man inte bryter mot några fysikaliska lagar. Att vi inte vet hur man gör det spelar ingen roll. När det gäller realism har Science Fiction som utspelar sig i en högteknologisk värld det direkta problemet att man inte är magisk nog. Tekniken i Science Fiction tenderar till att bara vara lite mer avancerad än dagens, även om det utspelar sig tusen år in i framtiden.

Resonemang:

Reaktorn i handtaget kanske inte kan leverera 100 MW momentant, utan den effekten måste tas från det lagrade fältet i svärdet, alltså det ljus som studsar fram och tillbaka.

För att få en uppfattning... Om vi antar en fältvolym om cirka en liter (strållängd 2 meter x diametern ~2,5 cm) och om energin bara finns i magnetfältet och vi vill ha en lagrad energi på 1 MJ:

Vi vet att en liter magnetfält i luft lagrar ca 400 J/T².
Alltså: B-fältet = √(1000000/400) = 50 Tesla.

MEN

Om vi har en elektromagnetisk våg med storleksordningen 50 T i vakuum så blir E-fältet is storleksordningen 150*10e8 V/m.

Energitransporten S = 1/µ0 * E * B (W/m²) =
1/(4π*10e-7)*150E8*50 = 6e17 W/m² toppeffekt

vilket för 5 cm² blir ~ 150 000 GW (rms).

Alltså kan inte energin vara lagrad som en elektromagnetisk våg inuti handtaget (5 cm²), mellan handtaget och spegeln. (Om man inte kan tänka sig ett mycket exotiskt material där).

Slutsats:

Återstår ett tekniskt energilager i handtaget eller att man kan få upp reaktorenergin i 100 MW på under en millisekund.


Bild: starwars.wikia.com (Creative commons license)

Ljussvärd har skugga. Det tycks stödja teorin med en tråd i mitten som håller fast en bortre spegel av unobtanium.

Problem


Beräkningarna säger att man behöver ungefär 100 MW för att bekvämt kunna hugga av en stålbalk med ett hugg. Naturligtvis kan Imperiets avancerade industri framställa små handhållna fusionsreaktorer med en uteffekt på 100 MW, som kan slås på och stängas av snabbt. Sådana sitter i varenda strålkanon. Den delen är löst.

Men Einstein stipulerar att energi inte kan förstöras utan bara omvandlas till andra former av energi och den naturlagen gäller i hela universum. Det ljus som studsar i svärdseggen måste ta vägen någonstans och det kommer att omvandlas till värme på de ställen där det finns förluster, nämligen i speglarna i strålens ändar. Dessa speglar kommer att stråla med 100 MW värmeeffekt, nog för att förinta jediriddaren på en sekund och på ett par sekunder bränna ned huset man befinner sig i.

Vi får förutsätta att speglarnas unobtanium klarar den höga temperaturen, men tyvärr är jediridaren förgasad och alla runt omkring honom, så fort han aktiverar sitt fina vapen (tänk: superbrödrost). Alla på lite längre avstånd blir bländande av denna jättelampa som lyser med 100 MW.


Ljussvärdet använt som stickvapen. Jediriddaren förgasas märkligt nog inte. Kanske något leder bort energin? Bild: starwars.wikia.com (Creative commons license)

Det kan ju vara Kraften som leder bort den utstrålade energin förståss. Då är allt möjligt, utan att bryta mot naturlagarna (eh?). Fast nu tycks ljussvärdet vara rent tekniskt, eftersom det slås av och på med en strömbrytare. När Luke får tag i sin fars svärd och slår på det första gången vet han inget om Kraften, så det kan inte vara den individuelle jediriddarens Kraft som gör jobbet. Det måste vara en interferenstroblometrisk koppling från svärdet till Kraften i universum som skickar in överskottsenergin i elverket på Tatooine. Det är så jediorden får sina pengar, genom att sälja överskottsenergin.