Wissenschaft von Green Lantern und festen Lichtkonstrukten

Viele wissen, dass das Lantern Corps von DC Comics in der Lage ist, Objekte jeder Form und Größe aus hartem Licht zu konstruieren, indem es seinen Kraftring verwendet, der von seinen Emotionen angetrieben wird. Allerdings frage ich mich, was die Wissenschaft dahinter stecken könnte. Nicht genau, wie sie es durch ihren Ring machen, sondern was tatsächlich passiert, wenn sie ein solides Lichtkonstrukt herstellen.

Licht ist ein seltsames Phänomen. Es ist sowohl ein Teilchen als auch eine Wellenlänge ohne Masse. Überraschenderweise haben Wissenschaftler jedoch kürzlich einen Weg entdeckt, Licht bis zu einem gewissen Grad fest zu machen: http://news.mit.edu/2018/physicists-create-new-form-light-0215 ​​. Wie Sie diesem Artikel entnehmen können, waren sie in der Lage, Licht dazu zu bringen, sich wie normale Materie zu verhalten, indem sie einen Laser durch eine Wolke aus ultrakalten Rubidiumatomen strahlen ließen.

Um dies also mit dem Laternenkorps des DC-Universums zu verknüpfen, scheint es, dass sie die meiste Zeit eine Struktur erstellen, sie tun dies fast augenblicklich in nahezu jeder Form oder Größe, die sie sich vorstellen können. Und anders als in diesem Experiment scheint die Temperatur kein Faktor bei der Entstehung dieser Konstrukte zu sein, da sie sie zuvor sowohl im Vakuum des Weltraums als auch im Kern von Planeten gebildet haben. Ist es daher möglich, dass ihre Ringe es ihnen ermöglichen, die Photonen in ihrem Bereich irgendwie zu verschränken und zu verfestigen?

Ich weiß, dass ich die Wissenschaft einer Comic-basierten Umgebung seziere, aber darüber nachzudenken ist ziemlich interessant. Die Hauptfrage lautet also: Was könnte eine plausible wissenschaftliche Erklärung dafür sein, wie das Laternenkorps in der Lage ist, diese soliden Lichtkonstrukte zu bilden? Könnte dies jemals etwas sein, was wir in unserer Realität erreichen könnten?

Bilder bitte zitieren. Oder nehmen Sie Anerkennung, wenn Sie das gezeichnet haben!

Antworten (1)

Es scheint mir, dass die Fragen darauf hinauslaufen:

"Kann sich Licht wie Materie verhalten (lokalisierte Energiekonstrukte bilden), ohne Wechselwirkung von oder mit Materie?"

Kurze Antwort: Photonen können keine materieähnlichen Konstrukte bilden, selbst wenn sie gebundene Zustände bilden, da materieähnliche Wechselwirkungen Masse erfordern.

Lange Antwort:

Materie-"Teilchen" unterscheiden sich von Photonen dadurch, dass sie Wellenfunktionen besitzen, die im Ortsraum ausdrückbar sind. Wenn wir Wellenfunktionen für Teilchen verwenden, können wir vernünftigerweise von Materie sprechen; wir können die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass das "Teilchen" in einem Raumbereich lokalisiert ist.

Während elektromagnetische Strahlung (Licht) keine Masse besitzt, hat sie ein teilchenähnliches Verhalten, aber nur in dem Sinne, dass sie über die elektromagnetische Wechselwirkung mit Materie interagieren kann und dies mit diskreten Energiemengen.

Ein großer Unterschied zwischen Licht und Masse zeigt sich darin, wie die Impulse des Lichts untrennbar mit seiner Existenz verbunden sind. Licht muss sich durch eine elektromagnetische Wechselwirkung ausbreiten oder "zerstört" werden und wird sich, wenn es nicht über die elektromagnetische Wechselwirkung wechselwirkt, immer mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten (c). Dies findet sich nicht bei massetragenden Teilchen, deren Impuls nur eine Komponente ihrer Gesamtenergie ist, der Rest findet sich in ihrer Masse.

Dieses Bild ist schwer zu visualisieren, aber nicht einzigartig für Licht, noch nicht einmal für Quantensysteme. Tatsächlich zeigen Wellen aller Art "Teilchen"-ähnliches Verhalten (z. B. Solitonen und Phononen). Wir sehen also, dass die Lokalisierung von Interaktion und Kopplung von Zuständen nicht ausreicht, um Systeme lokalisierter Energie zu schaffen, die ein Medium erfordern.

Verzeihen Sie mir, wenn Sie es bereits beantwortet haben und ich die Antwort einfach nicht sehe, aber wenn dies der Fall ist, wie genau waren diese Wissenschaftler dann in der Lage, mit Rubidum festes Licht zu erzeugen?
Ah ich sehe. Das Problem liegt in der populären Berichterstattung über wissenschaftliche Entdeckungen. Licht ist keine Materie und befindet sich daher nicht in einer Phase der Materie (es ist normalerweise nicht fest, flüssig, gasförmig oder plasmonisch). Ich habe den Artikel auf arXiv gefunden und werde ihn unten verlinken, aber das Experiment bestand darin, supergekühlte Rubidiumatome zu beleuchten und die Zustände von Photonen zu beobachten, die übertragen werden. Die Photonen breiteten sich theoretisch immer noch aus. Die "Festigkeit", die ich vermute, war nur, dass sie gebundene Zustände bildeten, die als Ergebnis einer 3-Körper-Kraft-Wechselwirkung innerhalb eines EFT-Rahmens ausgedrückt werden konnten
Ich verstehe. In Ordnung, also vielleicht trotz allem, was sie sagen, solides Licht kommt nicht in Frage. Lassen Sie uns also diese Diskussion in eine etwas andere Richtung lenken. Könnte es möglich sein, dass die Laternen ihre Konstrukte auf andere Weise formen? Vielleicht durch Plasma oder irgendeine Form von exotischer Materie? Ich weiß, Sie sagten, es sei riskant, über wissenschaftliche Entdeckungen zu berichten, aber wenn diese Konstrukte tatsächlich Plasma sind, kommt dies vielleicht dem Laternen-Konstrukt am nächsten, das wir bisher haben. phys.org/news/2017-11-stable-plasma-air.html Sie konnten es jedoch nur in einen Ring formen, geschweige denn in einen Kampfjet.
Plasma kann durch elektrische und magnetische Felder beeinflusst werden, also könnte es vermutlich in komplexe Formen gezwungen werden, wenn man die elektrischen und magnetischen Felder fein genug kontrolliert. Während es schwierig sein mag, die notwendige Technologie zu erklären, die die benötigte Kontrolle erzeugen könnte, um zu sagen, etwas Plasma in etwas zu formen, das einem Kampfflugzeug ähnelt, sehe ich keinen Grund, warum dies von Anfang an unmöglich wäre
Theoretisch ermöglichen es die Kraftringe den Laternen also irgendwie, kein hartes Licht zu erzeugen, sondern die elektrischen und magnetischen Felder genau in Übereinstimmung mit der gewünschten Form zu manipulieren. Plasma zu bilden bedeutet jedoch, dass die Laternen jedes Gas, das sich in ihrer Umgebung befindet, überhitzen müssten. Klingt das irgendwie plausibel?
@Strivs denken Sie daran, dass Plasma alles verbrennen würde, was es berührt, anstatt eine feste Form wie eine Hand zu bilden, um eine Person zurückzuhalten.
WAHR. Kaltes Plasma ist jedoch eine Sache. science.lu/fr/my-research-90-seconds/… . Könnte es möglich sein, dass die Laternen die Temperatur regulieren?
Obwohl Sie einen guten Punkt ansprechen. Die Konstrukte scheinen oft so zu wirken, als wären sie solide und könnten sich an anderen Objekten festhalten. Plasma ist jedoch ein 4. Aggregatzustand, der auf seine eigene einzigartige Weise wirkt, es sei denn, ich vermisse natürlich etwas.
Ich wusste nichts über kaltes Plasma, bevor Sie es erwähnt haben, es bringt interessante Möglichkeiten mit sich, ich habe mich gefragt, wie der Ring ein sich änderndes Magnetfeld projizieren könnte, um alle gewünschten Formen zu erzeugen. oder genau, wie dieser Teil auf andere Weise funktionieren würde.
Was ist mit Lichtkonstrukten, die die elektromagnetischen Wechselwirkungen zwischen festen Objekten nachahmen könnten, sodass sie sich „fest anfühlen“, obwohl sie es nicht sind?
@ nick012000 Was ich zu vermitteln versuchte, ist, dass Photonen sich in Abwesenheit von Materie grundsätzlich nicht an lokal gebundene Zustände anpassen können, daher können sie keine Konstrukte bilden, die sich wie Festkörper oder andere lokal gebundene Energiekonstrukte verhalten. Photonen sind masselose, ladungslose Bosonen, die sowohl als elektromagnetische Quanten als auch als Ladungsträger der elektromagnetischen Kraft dienen. Die masselose Eigenschaft stellt sicher, dass sie nicht wirklich lokalisiert werden können (dh Sie können nicht berechnen, wo sich das Teilchen befindet (siehe meine Erklärung oben).......(1)
@ nick012000 ... die ladungslose Eigenschaft stellt sicher, dass das Photon nicht über die elektromagnetische Wechselwirkung interagiert (das liegt daran, dass das Photon der Träger der EM-Wechselwirkung ist). Photonen sind jedoch immer noch Quantenteilchen und unterliegen als solche der Spin-Statistik, in diesem Fall der Bose-Einstein-Statistik, was bedeutet, dass es nicht die gleichen Beschränkungen für die Besetzung des Zustands gibt wie bei Fermionen. Wie der Artikel zeigt, sind staatliche Interaktionen jedoch unter den richtigen Bedingungen immer noch möglich. Zustandsinteraktionen selbst implizieren jedoch keine gebundenen lokalisierten Zustände in Abwesenheit von Medien......(2)
... Dieser letzte Punkt wird besonders verstärkt durch die Nicht-Quanten- und klassischen Analoga des Lichts, komplett mit Teilchen/Wellen-Dualität, wie Phononen, in Medien, die gebundene lokalisierte Zustände bilden. Da diese Wellen offensichtlich außerhalb von Medien nicht existieren können, ist es paradox, von Phonon-Phonon-gebundenen lokalisierten Zuständen im freien Raum zu sprechen. Da Photonen jedoch im freien Raum existieren können, ist es verlockend (wie durch das „feste Licht“ in Sci-Fi belegt wird), sich vorzustellen, dass Photonen gebundene lokalisierte Zustände im freien Raum bilden. Allerdings müssen sich Photonen im freien Raum mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten......(3)
...Auch wenn die Photonen miteinander gebundene Zustände einnehmen, wird ihre Energie durch die Frequenz des Wellenpakets bestimmt und somit bleibt keine invariante Masse-Energie übrig, die zur Lokalisierung notwendig wäre. Beachten Sie hier die Nuance, ich beziehe mich jedoch speziell auf die Photon-Photon-Wechselwirkung, Photonen können interagieren und gebundene lokalisierte stabile Zustände bilden. Sie können aber aus den oben genannten Gründen keine Photonen mehr sein, sondern werden zu Elektron-Antielektron-Paaren.
@ user110866 Okay, also unterm Strich ist es wahrscheinlicher, dass die Laternenkonstrukte entweder aus kaltem Plasma oder einer Form exotischer Materie mit eigenen Eigenschaften bestehen, oder?
@Strivs Ja, Laternenkonstrukte aus Plasma halte ich für physikalisch plausibel
Wissenschaft von Green Lantern und festen Lichtkonstrukten
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