力场(4)
其次,或许可以使用一个等离子体来模拟力场的一些定律。等离子体是“物质的第四种状态”。固体、液体和气体组成了物质常见的三种状态,但宇宙中最普遍的物质形态是等离子体——一种气体或者被电离的原子。由于等离子体的原子是被撕裂的,电子被从原子上撕下,因此原子带电,可以用电场和力场轻易进行控制。
等离子体是宇宙中量最大的可见物质形态,组成了太阳、星体和星际气体。等离子体对我们来说并不熟悉,因为它们在地球上很少见,不过我们可以见到以闪电、太阳和等离子电视机内部结构形式出现的等离子体。等离子窗
如上所述,如果一股空气被加热至足够高的温度,便能由此创造出一个等离子体,它可以被电磁场塑造与改变外形。比如,它可以被改变成一层薄片或窗户的形式。另外,这个等离子窗可以用来从普通空气中隔离出一个真空区域。原则上,我们或许可以为防止一艘宇宙飞船中的空气泄漏到太空中,从而在太空和宇宙飞船之间创造一个简易、透明的分界面。
在《星舰迷航》中,这样的力场被用以将停放小型穿梭机的穿梭机港与太空的真空隔离开来。这不仅是一个节约道具开支的好办法,也是一个可以实现的装置。
等离子窗是由物理学家艾迪·赫斯基科维奇(Ady Herschcovitch)于1995年在纽约长岛的布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)发明的。他开发等离子窗是为了解决使用电子束焊接金属的难题。焊工的乙炔炬乙炔炬(acetylene torch):燃烧乙炔的焊枪。——译者注喷出高热气流,将金属部件融化后焊接在一起。不过,这必须在真空中完成。这一要求相当让人为难,因为这意味着要创造一个可能与整个房间一样大的真空盒。
赫斯基科维奇博士发明等离子窗解决了这一问题。等离子窗仅仅3英寸高,直径不到1英寸,将空气加热至12 000华氏度,制造出一个被电磁场困住的等离子体。与在任何气体中一样,这些粒子利用压力来阻止空气涌入真空空间,由此将空气从真空中分离(在等离子窗中使用氩气的时候,它的火苗是蓝色的,就像《星舰迷航》中的力场一样)。
等离子窗在太空旅行和工业生产中应用广泛。在许多时候,制造工艺流程要求能实现工业上的微型加工和干蚀刻干蚀刻(dry etching):蚀刻技术的一种,利用电浆将不要的薄膜去除。——译者注,但在真空中作业会很昂贵。可是,有了等离子窗,我们可以廉价地通过轻点按钮就控制真空。