认为物理学枯燥乏味的人大错特错。它能解释从原子和粒子微观尺度下的“鬼魅般的”相互作用，到整个宇宙的运行方式。好像这还不够，它还能用来评估科幻作品中未来技术的真实性。以我等离子体物理学领域的专长为例，它就能解释《星球大战》传说中光剑和死星的许多方面。我现在已经研究出了，包括《星球大战》角色汉·索洛在内的一些人所使用的爆能枪的现实可行性——以及它们与光剑的比较。事实上，这些武器的现实版本早已被开发出来。因此，随着前传电影《游侠索罗：星球大战外传》的上映，分享这项“研究”似乎很合适。理解《星球大战》技术的关键在于等离子体，即所谓的“物质第四态”（除了固体、液体和气体之外）。它包含自由流动的带电粒子，这些粒子会与电场和磁场发生相互作用。等离子体在太空中很常见，但在地球上自然存在很少。然而，在实验室中是可以产生的。
强大的等离子团
关于爆能枪的一个普遍误解是，它们是激光武器。但在《星球大战》的宇宙设定中，人们意识到这说不通。相反，作者们声称爆能枪是“任何一种发射强烈等离子体能量束的远程武器，常被误认为是激光”，并且它“将富含能量的气体转化为发光的粒子束，能够熔化目标”。这意味着爆能枪射出的能量束（发光的弹丸）就是等离子体团——类似于在空中飞行的光剑。
由同位素团和它们相关的磁场组成的相干质量被称为等离子体团。在地球的宇宙空间保护盾——磁层——中，等离子体团通常由一种理解不充分的称为磁重联的过程产生。这是一种磁力线爆炸性的重组，只要存在等离子体，尤其是在等离子体被迫聚集在一起时，就会发生。当这种情况发生在我们的磁层中时，带电粒子会被加速进入大气层顶部，导致极光（或北极光）的产生。大量物质也会以等离子体团的形式被从地球上喷射出去。
然而，在地球上制造等离子体团并不容易。我们能够进行的许多演示（与太空中的演示不同）产生的结构会迅速膨胀并在空气中消散。解决这个问题的办法是使用磁铁——它们的磁场可以约束高温等离子体。
然而，爆能枪射出的能量束是弹丸，在它们快速飞行过程中不可能一直存在外部供电的磁铁。不过，幸好有一个解决方案。由于等离子体导电性很强，可以在等离子体团内部建立电流。这些电流，就像所有电流一样，会产生约束等离子体的磁场。这种结构被称为球磁场，在过去20年的等离子体物理学实验中，它们受到了新的关注。
真实版本
制造球磁场的一种方法是使用“等离子体轨道炮”，这是一种利用外部磁铁感应等离子体中的电流并将其加速到高速的装置。事实上，这些球磁场已经达到了200公里/秒（约124英里/秒）的速度，并能持续几百微秒。这非常令人印象深刻，绝对在作为武器的范围内。
事实上，从20世纪70年代开始，新墨西哥州阿尔伯克基的空军研究实验室的SHIVA Star项目（以印度教多臂神命名）就进行了各种相关的等离子体物理学研究。其中一个称为MARAUDER（磁加速环以实现超高定向能量和辐射）的项目，是美国政府开发基于等离子体的弹丸的几项努力之一。
该武器能够产生甜甜圈状的等离子体环和闪电球，它们在击中目标时会爆炸，产生毁灭性的热效应和机械效应，并产生能干扰电子设备的电磁辐射脉冲。然而，截至1993年的其状态仍然是机密。
迄今为止，这类装置达到的温度是太阳表面温度的上千倍。如果每个能量束中有足够的等离子体，它们将造成巨大的破坏，因此《星球大战》电影中展示的爆能枪看起来确实相当可行。
但是，这些现实中的爆能枪武器与另一标志性的《星球大战》武器——光剑——相比如何呢？爆能枪射出的能量束本质上等同于光剑剑刃，只是没有剑柄。但正如我之前提到的，当两个磁约束等离子体相遇时，磁重联是不可避免的。当两把光剑碰撞时就是这种情况，会导致武器和持有它们的人发生爆炸性毁灭。然而，有了爆能枪，你离爆炸很远——因此毫发无损。
所以，事实证明，汉·索洛说“虚伪的宗教和古老的武器，比不上身边一把好爆能枪”是正确的。
Martin Archer 是伦敦玛丽女王大学的空间等离子体物理学家。本文最初发表于The Conversation。
