Människor som tycker att fysik är tråkigt kunde inte ha mer fel. Det kan förklara allt från spöklika interaktioner på den lilla skalan av atomer och partiklar till hur hela universum beter sig. Som om det inte vore nog, den kan också användas för att bedöma hur realistisk futuristisk teknologi inom science fiction är. Mitt expertområde – plasmafysik – kan förklara många aspekter av både ljussabel och Dödsstjärnan inom Star Wars-kunskapen, till exempel.

Jag har nu räknat ut hur genomförbara sprängvapnen som används av, bland andra, Star Wars-karaktären Han Solo är – och hur de kan jämföras med ljussvärd. Faktiskt, verkliga versioner av dessa vapen har redan utvecklats. Så med prequel-filmen Solo:A Star Wars Story som släpps, det verkade passande att dela denna "forskning".

Nyckeln till att förstå Star Wars-teknologin är plasma – ett så kallat "materias fjärde tillstånd" (utöver fasta ämnen, vätskor och gaser). Detta innefattar fritt strömmande elektriskt laddade partiklar som naturligt interagerar med elektriska och magnetiska fält. Plasma är vanliga i rymden men de finns sällan naturligt på jorden. Dock, det är möjligt att tillverka dem i laboratorier.

Kraftfulla plasmoider

En vanlig missuppfattning om blasters är att de är laservapen. Men inom Star Wars-kanonen, folk insåg att detta inte skulle vara meningsfullt. Istället uppgav författare att en sprängare var "vilken typ av avståndsvapen som helst som avfyrade bultar av intensiv plasmaenergi, ofta misstag som lasrar" och att den "omvandlade energirik gas till en glödande partikelstråle som kunde smälta genom mål". Det betyder att sprängbultar (glödande projektiler) helt enkelt är plasmaklumpar – liknande en ljussabel som flyger genom luften.

Koherenta massor av plasma och deras associerade magnetfält är kända som plasmoider. Inom jordens skyddande sköld i rymden – magnetosfären – genereras plasmoider vanligen genom en dåligt förstådd process som kallas magnetisk återkoppling. Detta är en explosiv omkonfiguration av magnetfältslinjer som kan äga rum varhelst det finns plasma, i synnerhet när plasma tvingas samman. När detta händer i vår magnetosfär, laddade partiklar accelereras till toppen av atmosfären - vilket orsakar norrsken, eller norrsken. En enorm mängd material kastas också bort från jorden som plasmoider.

Dock, det är inte lätt att skapa plasmoider på jorden. Många av demonstrationerna som vi kan göra (till skillnad från de i rymden) producerar strukturer som snabbt expanderar och försvinner i luften. Lösningen på detta problem är att använda magneter – deras fält kan innehålla den heta plasman.

Dock, sprängbultar är projektiler så det är inte möjligt att ha en externt driven magnet närvarande hela tiden under sin snabba resa. Tack och lov, fastän, det finns en lösning. Eftersom plasma är mycket ledande, det är möjligt att sätta upp elektriska strömmar i själva plasmoiden. Dessa strömmar, som alla strömmar, generera magnetiska fält som kan begränsa plasman. Sådana arrangemang är kända som sfäromaker och de har fått förnyat intresse för plasmafysikexperiment under de senaste 20 åren.

Riktiga versioner

Ett sätt att skapa en spheromak är att använda en "plasma railgun", en anordning som använder en extern magnet för att inducera strömmar i plasman samt accelerera den till höga hastigheter. Faktiskt, hastigheter på 200 km/s har uppnåtts med dessa sfäromaker som varar i några hundra mikrosekunder. Detta är mycket imponerande och säkerligen inom ramen för användningen som ett vapen.

Verkligen, från 1970-talet och framåt, SHIVA Star-programmet (uppkallat efter den flerbenade hinduiska guden) vid Air Force Research Laboratory i Albuquerque, New Mexico, genomfört olika "armar" av forskning om denna typ av plasmafysik. En av dessa, känd som MARAUDER (magnetiskt accelererad ring för att uppnå ultrahög riktad energi och strålning), var en av flera amerikanska myndigheters försök att utveckla projektiler baserade på plasma.

Vapnet kunde producera munkformade ringar av plasma och blixtbollar som exploderade med förödande termiska och mekaniska effekter när de träffade sitt mål och producerade en puls av elektromagnetisk strålning som kunde förvränga elektronik. Dock, dess status från 1993 förblir sekretessbelagd.

Temperaturerna som uppnåtts i sådana anordningar hittills är upp till tusen gånger varmare än solens yta. Med tillräckligt med plasma i varje bult skulle dessa orsaka enorma mängder skador, så blastern som presenteras i Star Wars-filmerna ser verkligen ut att vara ganska genomförbar.

Men hur skulle dessa verkliga sprängvapen klara sig mot det andra ikoniska Star Wars-vapnet, ljussabeln? En sprängbult är i princip likvärdig med ett ljussabelblad, bara utan handtaget. Men som jag har nämnt tidigare, magnetisk återkoppling är oundviklig när två magnetiskt begränsade plasma möts. Detta är fallet när två ljussvärd kolliderar, orsaka explosiv förstörelse av både vapnen och personerna som håller dem. Dock, med en sprängare är du långt borta från den explosionen – och lämnar dig helt oskadd.

Så det visar sig att Han Solo hade rätt när han sa "Hokey religioner och antika vapen är ingen match för en bra sprängare vid din sida."