Hubert Zitt mit Stormtroopern

Hubert Zitt mit Stormtroopern

(Der Blog-Beitrag berichtet über den Vortrag von Dr. Hubert Zitt, (Fachhochschule Kaiserslautern) im Planetarium Mannheim (Freitag, 29.11.2013, 19.30 Uhr
Lesen Sie dazu auch Physik und Technik bei Star Wars (Teil 1).

„Das Lichtschwert…mein Lieblingsthema…“ beginnt Dr. Hubert Zitt grinsend.
Auch der US-amerikanische Physiker Prof. Michio Kaku – die US- Antwort auf Harald Lesch (Hubert Zitt) – hat sich schon intensiv mit der Technologie des Lichtschwerts beschäftigt, dazu gibt es z. B. einen Film von 2009.

Hubert selbst hat seine ersten Gedanken dazu bereits 2006 formuliert, er hat also nicht bei Prof. Kaku abgeguckt. Die berühmte Waffe der Jedi-Ritter ist „eine fiktive Fechtwaffe mit einer hochenergetischen Klinge“ (Wikipedia: Lichtschwert). Es ist der Special-Effect, der die Star Wars-Saga wesentlich geprägt hat – die elegante Waffe ist zum Sinnbild der Jedi-Ritter geworden.
Zur Ausbildung eines Jedis gehört, sich sein eigenes Lichtschwert herzustellen – aus Respekt vor dem Meister sollte es möglichst eine Replik dessen Waffe sein.

Wie ist es zum Brumm-Ton des Lichtschwerts gekommen?
Als im ersten Film nach einem passenden Lichtschwert-Geräusch gesucht wurde, kam es zu einem Zufallsfund für den perfekten Sound: Eine Mischung aus einem alten Fernseher und alten Filmprojektoren.

Die Farbe des Lichtschwerts – ein Statement
Lichtschwerter gibt es in verschiedenen Farben, die Farbe wird durch einen so genannten „Adeganischen Kristall“ erzeugt. In späteren Filmen gibt es verschieden farbige Klingen, deren Farbe etwas über die Mentalität des Schwertträgers aussagt. „Rot“ steht für „böse“, „blau“ und „grün“ für „gut“.

Wie schaltet man ein Lichtschwert ein?
Wird es durch die „Macht“ eines Jedi-Ritters angeschaltet?
Das kann eigentlich nicht sein:
Luke benutzt sein Lichtschwert, als er gerade lernt, die Macht zu benutzen.
Und in „Das Imperium schlägt zurück“ nimmt Han Solo das Lichtschwert des verunglückten Luke Skywalker, um das Tauntaun aufzuschneiden.
Vielleicht knipst man es einfach nur an?

(Das wäre natürlich entmystifizierend, klappt aber den Repliken ganz ausgezeichnet. Wenn nicht gerade die Batterie leer ist – BW)

Stimmungsvolle Lichtschwertshow

Stimmungsvolle Lichtschwertshow

Die wichtigere Frage ist: Woraus besteht die Klinge?
Die Klinge kann nicht aus Licht sein, denn dann wäre sie unendlich lang und würde nicht einfach in einer definierten Länge enden.
Außerdem kann eine Klinge nicht aus Licht sein, denn die Eigenschaften von Licht widersprechen dem.
Auch ein Laserstrahl kommt nicht in Frage, der hat ebenfalls keine definierte Länge und außerdem kann man den Strahl nicht sehen. Nur den Punkt, an dem er auf ein Hindernis trifft. Hubert Zitt demonstriert diese Ausführung mit seinem Laserpointer: „Der Laserstrahl wird höchstens sichtbar, wenn darin Staub oder andere Partikel  tanzen!“.

Huberts Theorie: Die Klinge besteht aus Plasma!
Plasma ist ein Gas, dessen Bestandteile teilweise oder vollständig in Ionen und Elektronen „aufgeteilt“ sind. Die Elektronen sind sehr energiereich.
Ein ringförmiges Magnetfeld könnte das Gas zusammenhalten.

Problem: Die Klinge hätte eine Temperatur von etwa 200 Millionen °C.
Der zum Betrieb notwendige Generator würde mit Energieversorgung, Kühlsystem und Magnetspulen ein ganzes Gebäude einnehmen.
Außerdem würde eine Plasmaklinge einen sehr starken Sonnenbrand hervorrufen.
Was bei einer Temperatur von 200 Millionen °C allerdings das kleinere Problem sein sollte.

Bis 2006 stand auf Wikipedia, dass die Klinge aus Licht besteht.
Wenige Tage nach Huberts erstem Vortrag zu diesem Thema, bei dem er seine Plasmatheorie erstmals vorgestellt hatte, stand dort auf einmal: „Plasmaenergie“.
Mittlerweile ist die Erklärung etwas allgemeiner gehalten: „Hochenergetisch“.
Inhaltliche Evolution bei Wikipedia-Artikeln!
Der Wikipedia-Eintrag zu Lichtschwertern ist übrigens sehr ausführlich und wirklich empfehlenswert.

Michio Kaku kam 2009 auch darauf, die Lichtschwert-Technologie mit Plasmaenergie zu erklären. Da er über einen ganz anderen Etat verfügt, konnte er dazu auch Experimente durchführen und daraus eine sehenswerte Sendung machen. Er hat u. a. vorgeführt, dass man mit Plasma sogar Metall durchschneiden kann.

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Kommentare (26)

  1. #1 Xing Xing
    4. Dezember 2013

    Hier das Innenleben eines Lichtschwerts (bzw. lightsabers). Ich finde die Kombination aus Hightech- und Holzkomponenten (“Energievortexring”?!) interessant.

    Und hiermit will ich gemeinerweise den Leute den Spass an der Illusion nehmen :p

  2. #2 Alderamin
    4. Dezember 2013

    Problem: Die Klinge hätte eine Temperatur von etwa 200 Millionen °C.

    Hmm, wieso müsste das Plasma des Lichtschwerts 200 Millionen Grad heiß sein? Jede Leuchtstofflampe enthält Plasma (bei niedrigem Druck), und die Sonnenoberfläche ist auch eines (mit hohem Druck bei 5800 K).

  3. #3 Bettina Wurche
    4. Dezember 2013

    @ Alderamin: So Sorry, die Frage kann ich nicht beantworten. Da habe ich nur den Vortrag wiedergegeben.
    Allerdings: Auch 5800 K würden schon ziemliche Probleme wegen Hitze und Sonnenbrand verursachen.

  4. #4 MartinB
    4. Dezember 2013

    Ich finde die Idee mit dem Plasma sehr seltsam – Licht geht nicht, weil sich das nicht abstoßen würde, deshalb nehmen wir Plasma, das sich auch nicht abstoßen würde?

    Licht muss sich übrigens nicht immer so ausbreiten, wie man denkt – ich habe gerade eine Arbeit zu Lichtknoten gelesen, wenn ich sie verstehe, schreibe ich was drüber…

    Ich vermute, in einem Laserschwert wird eine Art Higgs-Feld erzeugt, das den Photonen innerhalb des Schwerts eine Masse verleiht und zusätzlich für eine Wechselwirkung zwischen den Schwertern sorgt – entweder stoßen sich die Higgsfelder direkt ab, oder sie sorgen dafür, dass die Photonen das tun.
    Das leuchten sind dann im randbereich austretende Photonen, die dort ihre Masse wieder verlieren.

  5. #5 Bettina Wurche
    4. Dezember 2013

    @ Martin: Der springende Punkt ist doch wohl, dass Physiker versuchen, einen märchenhaften Effekt zu erklären : ).

    Hubert und Kaku brachten ja diese keramische Hülle mit Öffnungen ins Spiel, das erschien mir als brauchbare Krücke.

    “Attractive photons in a quantum nonlinear medium“ – diese Arbeit führt dann allerdings doch wieder in Richtung Licht. Es wird ja von den Forschern selbst postuliert, dass ihre Photonen sich so verhalten, wie in einem Lichtschwert.
    Ein Higgs-Feld wäre auch noch ein interessanter Ansatz.
    Und vielleicht kommen da ja noch mehr Ideen : )

  6. #6 Sascha
    4. Dezember 2013

    Ieks, da ist was schiefgegangen. Nochmal:
    Müsste es statt
    “Auch der US-amerikanische Physiker Prof. Michio Kaku – die deutsche Antwort auf Harald Lesch (Hubert Zitt)” nicht
    “… die amerikanische Antwort …” heißen?

    • #7 Bettina Wurche
      4. Dezember 2013

      @ Sascha: Ja, klar.
      Danke.

  7. #8 Earonn
    5. Dezember 2013

    Hm, ich habe ‘Krieg der Sterne’ 1977 als Sechsjährige gesehen und mir schon damals gedacht, dass ein Laserschwert in etwa so ‘realistisch’ war wie das im Stein steckende Excalibur war.
    Anders gesagt: kann eine Waffe vielleicht auch einfach mal nur ein Symbol sein, wie es sich für einen Mythos ‘gehört’?
    Eines der großen Probleme, die ich mit der Religion habe, besteht darin, dass Gleichnisse behandelt werden, als wären sie Realität. Eine jungfräuliche Geburt bezieht sich nicht mehr auf einen psychologischen Zustand, sondern hat gefälligst auf eine sexuell unerfahre Frau hinzuweisen.
    Warum um alles in der Welt, solllte ich diesen Fehler nun auf andere mythologische Bilder übertragen? ^^

  8. #9 rolak
    5. Dezember 2013

    Meine Güte, seid ihr Kleingeister – überseht völlig die doch so offensichtliche Erklärung, daß das Licht nur ein Nebeneffekt der eigentlichen Wirkung ist, ein fürs menschliche Auge erfassbarer Aspekt des zugrundeliegenden Wirkens.
    Naheliegend wäre zB ein auch mit einer winzigen Batterie langfristig betreibbares Gerät, das ortsfest zum Griff einen so ca einen Meter langen cosmic string provoziert und dessen Erhaltung ermöglicht, während sich das Gros der Energie aus dem Phänomen an sich erklärt, ursächlich global stammend aus dem nächsten Stern oder gar der umgebenden Galaxis, sich lokal manifestierend.
    Wie bei dem Sonnenlicht hier auf Erden – global je nach Jahreszeit mehr oder weniger wärmend, vermittels eines (im übrigen völlig batterielosen) Brennglases jedoch zu beachtlicher Energiedichte konzentrierbar.

    Das ist doch genauso bei den größeren Waffen – wir nennen die laserartigen Strahler, mit den die Schiffe sich bekämpfen nur Laser – sie können es selbstverständlich nicht sein, da damit die Leuchteffekte im doch ziemlich feinen Vakuum des interplanetaren Raumes nicht erklärt würden.

  9. #10 Alderamin
    5. Dezember 2013

    @rolak

    Das ist doch genauso bei den größeren Waffen – wir nennen die laserartigen Strahler, mit den die Schiffe sich bekämpfen nur Laser – sie können es selbstverständlich nicht sein, da damit die Leuchteffekte im doch ziemlich feinen Vakuum des interplanetaren Raumes nicht erklärt würden.

    Darüber habe ich noch nie nachgedacht – Du hast verdammt recht damit! Einen Laserstrahl würde man im Vakuum nur dann sehen, wenn genau in den Strahl hineinblickt.

  10. #11 rolak
    5. Dezember 2013

    nur dann sehen, wenn genau in den Strahl hineinblickt.

    Ein ganz bedenkliches ‘Jein’, Alderamin – beim {unserem} Hirntakt von ~30Hz ist im Zuge der -äh- Durchleuchtung nicht an Verarbeitung zu denken. Das ist wie bei der alten Schote: Was geht einer Fliege durch den Kopf, die bei Tempo 130 auf die Windschutzscheibe knallt?

    Ihr eigenes Arschloch.

  11. #12 rolak
    5. Dezember 2013

    – Laser sehen –

    Grad eben hatte ich doch glatt vergessen (Eselskappe, Ecke!), daß das Beschriebene schon seit gestern bei kumi illustriert ist.

  12. #13 Alderamin
    6. Dezember 2013

    @rolak

    Iiiiiehh.

  13. #14 Röntgenmonochromator
    6. Dezember 2013

    Ich lese hier nur gelegentlich und habe zu den meisten Themen wenig zu sagen, aber in diesem Fall bin ich mal so dreist ^^

    Die Erklärungen, die sich auf heutige technische Standards beziehen, finde ich immer ein bisschen fragwürdig (da gäbe es ja noch unzählige weitere zu erklärende Phänomene, wie etwa die künstliche Schwerkraft in jedem noch so kleinen Schiff in Star Wars).
    Nichtsdestoweniger lohnt es sich, wenn man eine solche Betrachtung anstellt, das gesamte Star Wars Universum einzubeziehen.
    So ist mir bei der Frage, wie denn das Lichtschwert funktioniert, beim “Quellenstudium” (Gibt ja die diversesten Bücher über allen möglichen Mist bei Star Wars) aufgefallen, dass die Wirkung der Schusswaffen dort nicht etwa mit Licht oder etwas lichtähnlichem erklärt wird, sondern mit einem abbrennenden Gas.
    Dieses Gas heißt Tibanna-Gas, wir auf Bespin abgebaut (und somit auch in Lando Calrissians Betrieb in Cloud City, sollte sich jemals jemand gefragt haben, was die so den lieben langen Tag tun 😉 ) und wird in kleinen Dosen verdichtet und damit entzündet.
    Wie der “Flug” dieses brennenden Gases stabilisiert wird, wird dabei nicht erklärt.
    Diese Waffen werden übrigens ebenfalls durchgehend als Laserwaffen bezeichnet.

    Es könnte also durchaus sein, dass das Lichtschwert lediglich konstant Gas ausstößt und mit dem farbigen Kristall entzündet. Dabei entstehendes Licht durch Anregung der Gasmoleküle könnte kristallspezifisch (weil wellenlängenspezifisch) sein.
    Das könnte zudem erklären, warum das Farbspektrum der Schwerter stark eingeschränkt ist: Auch wenn vielleicht jeder Kristall das Gas entzünden könnte, strahlt die Gasfontänte nur bei bestimmten Kristallfarben selbst Licht ab. Bei anderen Kristallfarben sieht man dann vielleicht die Klinge nicht. Banaler, aber pragmatischer Grund, oder?
    Der Stabilisationsmechanismus, der das Gas in Form hält, könnte dem aus den Schusswaffen ähneln.

  14. #15 Röntgenmonochromator
    6. Dezember 2013

    Hmpf, in meinem Beitrag widerspricht sich was…
    Was ich eigentlich sagen wollte, war:
    Der Kristall könnte entweder das Gas selbst entzünden (vielleicht als Piezokristall?), oder vielleicht nur als Fokus für einen richtigen Laser dienen, der dann wiederum nicht wirklich sichtbar ist (außer vielleicht durch Streuung), aber die Gasmoleküle anregt, die deswegen selbst Licht aussenden und sich als Ganzes erhitzen.
    Das würde den Namen Lichtschwert oder Laserschwert dann auch wieder rechtfertigen.

  15. #16 Dampier
    8. Dezember 2013

    Was ich mich schon immer gefragt habe: Warum haben die verdammten Lichtschwerter keine Handschlaufe? So oft gerät das Universum in Gefahr, weil Jedis während des Gefechts ihr Laserschwert verlieren, das fand ich schon immer extrem fahrlässig.

    Vielleicht war die Handschlaufe zu der Zeit noch nicht erfunden? Oder es galt damals einfach Galaxisweit als extrem uncool, und kein Kämpfer, der was auf sich hielt, hätte sich jemals mit so einem Ding sehen lassen … (vielleicht kommt irgendwann mal ein Schurke auf den Trichter und erringt die Weltherrschaft, weil er seine Trooper mit Handschlaufen ausstattet)

    Ist das in der StarWars-Community ein Thema?

    Danke für den inspirierenden Artikel.

    grz
    Dampier

  16. #17 Bettina Wurche
    8. Dezember 2013

    @ Dampier: Ein Schwert hat NIEMALS eine Handschlaufe.
    Der Schwertgriff liegt beweglich in der Hand, die Hände/die Hand bewegen/bewegt sich und sind bei verschiedenen Hieben/Stichen/… in unterschiedlichen Positionen.
    Schwertkampf-Technik ist durchaus ein Thema, ich habe neulich in einem Lichtschwert-Workshop ´ne Menge Leute mit Budo-Erfahrung gewesen : )

    Bei Jedis kommt natürlich dazu, dass der mentale “Griff” eine solche Schlaufe ohnehin überflüssig macht.
    Das ausgeschaltete Lichtschwert wird zumindest in der SF-Community in einer Schlaufe und mit einem Magneten gesichert.
    Ich habe keine Ahnung, wie Yoda , Luke oder Lord Vader ihre Schwerter gesichert haben.

    “Uncoole” Dinge sind im Star Wars-Imperium automatisch von Aussterben bedroht. Star Wars ist cool. Und sonst gar nichts.
    Ganz im Gegensatz zu Star Trek – was total logisch ist. Bis auf unwesentliche Kleinigkeiten….
    : )

  17. #18 rolak
    8. Dezember 2013

    NIEMALS

    Korrekt, Bettina, ist ja nicht für das Vorschulkind zu Karneval, sondern fürs reale Kämpfen gedacht und dort nicht nur hinderlich, sondern potentiell lebensgefährlich.

    Lichtschwert-Workshop

    Nu, bis die Technik ausgereift genug ist fürs Fortgeschrittenen-Training, bietet sich vielleicht eher so etwas an. Die wenigen fürs Lichtschwert relevanten Zusatztechniken könnten danach wohl in einem knappen Aufbaukursus untergebracht werden 😉

  18. #19 Bettina Wurche
    8. Dezember 2013

    @ rolak: Die mittelalterlichen europäischen Schwerter erscheinen mir viel zu schwer und unhandlich.
    Die japanischen Schwerter sind wesentlich leichter, könenn ein- und zweihändig geführt werden. Das kommt mir für den Lichtschwertkampf sinnvoller vor.
    Die Bewegungen sind sehr schnell und wendig.
    Wir haben de facto einige Budo-Katas mit dem “Lichtschwert” nachgeahmt, das hat gut geklappt.

    Nach meiner Info (wikipedia) war Lucas Fan von Martial Arts und hat darum überhaupt die Lichtschwerer eingeführt.

    Und die Scahe ist natürlich todernst und absolut nichts für Kinder zum Karneval : )

  19. #20 definition
    8. Dezember 2013

    Während meines Physikstudiums hab ich öfter schonmal über Lichtschwerter nachgedacht. Ich hab mir überlegt, dass bei Aktivierung des Schwertes eine Teleskopstange aus dem Griff kommen könnte. Dann könnte man mit einem kurzen aber sehr starken Lichtblitz die Luft um das Schwert ionisieren. Dann müsste man mit Hilfe von elektrischen oder magnetischen Feldern versuchen das Plasma zum Beispiel auf Schraubenbahnen um die ausfahrbare Stange zu zwingen. (Die Geometrie ist ein bisschen knifflig. Ich hab nicht durchgerechnet, ob oder wie man das realisieren könnte.) Das Problem mit Hitze und der Energieversorgung bestünde natürlich nach wie vor. Eine Abstoßung der Schwertklingen könnte man bei einer effektiven Ladung des Plasmas erreichen. (Normalerweise ist Plasma ja elektrisch neutral.) Bei den eben erwähnten Schraubenbahnen, wäre das resultierende Magnetfeld ja das einer sehr langen stromdurchflossenen Spule. Das heißt, außerhalb der Klinge ist das Magnetfeld sehr klein, aber an den Enden käme es zu Inhomogentäten. Solange die Stomrichtung des geladenen Plasmas bei allen Schwerten gleich wäre, würden sich die Klingen zumindest an den Spitzen abstoßen. Würde man so schlagen, dass die Spitze der Klinge nahe beim Griff des anderen Schwertes wäre, dann würden sich die Klingen anziehen. Eine wichtige Lektion beim Lichtschwert-Kendo könnte dann das ändern der Stromrichtung sein. (Neben Knöpfen zum Ein- und Ausschalten müsste es dann auch zum Umkehren der Stromrichtung einen Knopf geben.) Dann würden sich die Klingen wieder abstoßen, nachdem sie sich angezogen haben.

    Tja also das waren nurmal ein paar unausgereifte Ideen dazu.

  20. #21 rolak
    8. Dezember 2013

    erscheinen mir viel zu schwer..

    Na da gab es ja nicht nur überschwere Reiter-Bidenhänder, sondern auch andere, Bettina, doch was soll ich mich bemühen, die Nicht-Unterschiede haben Andere schon schön zusammengefasst.

    japanische[n] Schwerter

    sind -abgesehen von den gebastelten Holzmodellen der Kindheit- auch die einzigen, mit denen ich näher in Kontakt kam, ein Meisterchen versuchte mir beizubringen, sie richtig zu ziehen.

    • #22 Bettina Wurche
      8. Dezember 2013

      @ hehehe…ja, das schwebte mir auch vor. Lichtschwerter sind allerdinsg deutlich eingeschränkt gegenüber Iaitos: Das Ziehen und Schlagen fällt weg, ebenfalls Katas, bei denen der Griff genutzt wird.

      @ definition: Hört sich sehr interessant an. Der springende Punkt ist offenbar, das Plasma magnetisch o . ä. zu begrenzen.
      Mit der Energieversorgung sollten wir mal abwarten, was die nahe Zukubft bringt. Schon im 23. Jahrhundert könnte das Problem gelöst sein – mit Sarium-Krellid-Energiezellen (wie von Hubert vorgeschlagen). Oder Nanobatterien (wie von Michio Kaku vorgeschlagen).

      Das An- und Abschalten der Plasma-Klinge und ggf. eine Veränderung der Stromrichtung sollte mental geschehen. Sonst wäre es kaum praktikabel.
      Aber das sollte für einen Jedi keine große Herausforderung sein.

  21. #23 dariusduesentrieb
    Universum (obwohl ich nicht weiß ob es das gibt)
    8. Dezember 2014

    einfach am ende des lichtstrahls aus photonen molekülen ein leines schwarzes löchein befestigen. dann ist der\ie lichtstrahl\en nicht mehr endlos.

    • #24 Bettina Wurche
      9. Dezember 2014

      @ dariusduesentrieb: Soso…”einfach” ein kleines schwarzes Loch…ich gebe das bei Gelegenheit mal an die Lichtschwertkonstrukteure weiter : )
      Alderamin: Ganz generell ist es keine so gute Idee, ein Lichtschwert in der Hosentasche zu tragen. Die Hosentaschen sämtlicher Gewandungen sind einfach zu klein Oder gar nicht vorhanden. Wie würde das denn aussehen…ein Jedi-Ritter mit ausgebeulten Hosentaschen?

  22. #25 Alderamin
    9. Dezember 2014

    @dariusduesentrieb

    Hmm, und wie schaltest Du das am Ende ab? Sonst würde ich das Ding nicht in der Hosentasche tragen wollen…

  23. #26 Alderamin
    9. Dezember 2014

    @Bettina

    😆

    An modische Aspekte hatte ich gar nicht gedacht.

    Ein schwarzes Loch vorne am Lichtschwert hätte allerdings den Vorteil, wirklich jedes Material zu durchschneiden. Wer braucht dann noch den Laserstrahl? Dumm wäre hingegen, dass man danach die geschnittene Masse die ganze Zeit mit sich herumschleppen muss, das Schwarze Loch lässt sie ja nicht mehr heraus.

    Aber nett, mal darüber nachgedacht zu haben. 😉
    Danke an dariusduesentrieb.