Ciencia de Green Lantern y construcciones de luz sólida

Muchos saben que los Lantern Corps de DC Comics son capaces de construir objetos de cualquier forma o tamaño a partir de luz dura utilizando su anillo de poder alimentado por sus emociones. Sin embargo, me pregunto cuál podría ser la ciencia detrás de esto. No exactamente cómo lo hacen a través de su anillo, sino más bien lo que realmente sucede cuando hacen una construcción de luz sólida.

La luz es un fenómeno extraño. Es a la vez una partícula y una longitud de onda sin masa. Sin embargo, sorprendentemente, los científicos han descubierto recientemente una forma de hacer que la luz sea sólida hasta cierto punto: http://news.mit.edu/2018/physicists-create-new-form-light-0215 . Como puede ver en este artículo, fueron capaces de hacer que la luz se comportara como materia normal haciendo brillar un láser a través de una nube de átomos de rubidio ultrafríos.

Entonces, vinculando esto con el Cuerpo de Linternas del Universo DC, parece que la mayoría de las veces crean una estructura, lo hacen casi instantáneamente en casi cualquier forma o tamaño que puedan imaginar. Y a diferencia de este experimento, la temperatura no parece ser un factor en la creación de estas construcciones, ya que las han formado antes tanto en el vacío del espacio como en el núcleo de los planetas. ¿Es posible, por lo tanto, que sus anillos les permitan enredar y solidificar de alguna manera los fotones en su área?

Sé que estoy diseccionando la ciencia de un entorno basado en cómics, pero es muy interesante pensar en esto. Entonces, la pregunta principal es: ¿Cuál podría ser una explicación científica plausible de cómo el Cuerpo de Linternas puede formar estas construcciones de luz sólida? ¿Podría esto alguna vez ser algo que podamos lograr en nuestra realidad?

citar imágenes por favor. ¡O toma crédito si dibujaste eso!

Respuestas (1)

Me parece que las preguntas se reducen a:

"¿Puede la luz comportarse como materia (formar construcciones de energía localizadas), sin interacción de o con la materia?"

Respuesta corta: los fotones no pueden formar construcciones similares a la materia, incluso si forman estados ligados, ya que las interacciones similares a la materia requieren masa.

Respuesta larga:

Las "partículas" de materia son distintas de los fotones en que poseen funciones de onda que son expresables en el espacio de posición. Usando funciones de onda para partículas, podemos hablar con sensatez sobre la materia; podemos calcular la probabilidad de que la "partícula" esté localizada en una región del espacio.

Si bien la radiación electromagnética (luz) no posee masa, sí tiene un comportamiento similar al de una partícula, pero solo en el sentido de que puede interactuar con la materia a través de la interacción electromagnética y lo hace con cantidades discretas de energía.

Se ve una gran diferencia entre la luz y la masa en cómo los momentos de la luz están indisolublemente ligados a su existencia. La luz debe propagarse o ser "destruida" a través de una interacción electromagnética y, en ausencia de interacción a través de la interacción electromagnética, siempre se propagará a la velocidad de la luz (c). Esto no se encuentra en las partículas portadoras de masa, cuyo momento es solo un componente de su energía total, y el resto se encuentra en su masa.

Esta imagen es difícil de visualizar, pero no es exclusiva de la luz, ni siquiera de los sistemas cuánticos. De hecho, las ondas de todo tipo demuestran un comportamiento similar al de "partículas" (solitones y fonones, por ejemplo). Así vemos, la localización de la interacción y el acoplamiento de estados no es suficiente para crear sistemas de energía localizada que requiere un medio.

Perdóname si ya respondiste y simplemente no veo la respuesta, pero si este es el caso, ¿cómo pudieron estos científicos crear luz sólida con rubidum?
Ah, ya veo. El problema está en la divulgación popular de los descubrimientos científicos. La luz no es materia y por tanto no está en fase de materia (normalmente no es sólida, líquida, gaseosa ni plasmónica). Encontré el artículo en arXiv y lo vincularé a continuación, pero el experimento consistía en iluminar átomos de rubidio superenfriados y observar los estados de los fotones que se transmiten. Los fotones aún se propagaban según la teoría. Supongo que la "solidez" fue simplemente que formaron estados ligados que podrían expresarse como el resultado de la interacción de la fuerza de 3 cuerpos dentro de un marco de EFT.
Veo. Muy bien, quizás a pesar de lo que digan, la luz sólida está fuera de discusión. Entonces, tomemos esta discusión en una dirección ligeramente diferente. ¿Podría ser posible que los Lanterns formen sus construcciones a través de algún otro medio? ¿Quizás a través de plasma o alguna forma de materia exótica? Sé que dijiste que es arriesgado informar sobre descubrimientos científicos, pero si estas construcciones son en realidad plasma, esto puede ser lo más cerca que tenemos hasta ahora de una linterna. phys.org/news/2017-11-stable-plasma-air.html Sin embargo, solo pudieron darle forma de anillo, y mucho menos un avión de combate.
El plasma puede verse influenciado por campos eléctricos y magnéticos, por lo que, presumiblemente, podría forzarse a adoptar formas complejas con un control lo suficientemente fino sobre los campos eléctricos y magnéticos. Si bien puede ser difícil explicar la tecnología necesaria que podría producir el control necesario, por ejemplo, dar forma a un poco de plasma en algo que se asemeje a un avión de combate, no veo ninguna razón ab initio por la que sería imposible.
Entonces, en teoría, los anillos de poder de alguna manera permiten que las linternas no formen una luz fuerte, sino que manipulen con precisión los campos eléctricos y magnéticos de acuerdo con la forma que quieren hacer. Sin embargo, formar plasma significa que las Linternas tendrían que sobrecalentar cualquier gas que se encuentre en su área circundante. ¿Suena esto algo plausible?
@Strivs tenga en cuenta que el plasma quemaría todo lo que toque en lugar de formar una forma sólida como una mano para sujetar a una persona.
Verdadero. Sin embargo, el plasma frío es una cosa. ciencia.lu/fr/mi-investigación-90-segundos/… . ¿Sería posible que las linternas pudieran regular la temperatura?
Aunque mencionas un buen punto. Las construcciones a menudo parecen actuar como si fueran sólidas, capaces de aferrarse a otros objetos. Sin embargo, el plasma es un cuarto estado de la materia, que actúa de una manera única, a menos que me esté perdiendo algo, por supuesto.
No sabía sobre el plasma frío antes de que lo mencionaras, trae posibilidades interesantes, me preguntaba cómo el anillo podría proyectar un campo magnético cambiante para hacer todas las formas deseadas. o exactamente cómo funcionaría esa parte por otros medios.
¿Qué pasa con las construcciones de luz que podrían duplicar las interacciones electromagnéticas que tienen los objetos sólidos entre sí, de modo que se “sienta” sólido aunque no lo sea?
@ nick012000 Lo que estaba tratando de transmitir es que los fotones no pueden, fundamentalmente, ajustarse a estados ligados localmente en ausencia de materia, por lo tanto, no pueden formar construcciones que se comporten como sólidos o cualquier otra construcción energética ligada localmente. Los fotones son bosones sin masa y sin carga que sirven como cuantos electromagnéticos y como portadores de carga de la fuerza electromagnética. La propiedad sin masa asegura que no se puedan localizar verdaderamente (es decir) no se puede calcular dónde se encuentra la partícula (ver mi explicación anterior).......(1)
@ nick012000 ... la propiedad sin carga asegura que el fotón no interactúe a través de la interacción electromagnética (esto se debe a que el fotón es el portador de la interacción EM). Sin embargo, los fotones siguen siendo partículas cuánticas y, como tales, obedecen a las estadísticas de espín, en este caso, las estadísticas de Bose-Einstein, lo que significa que no existen las mismas restricciones en la ocupación del estado que la experiencia de los fermiones. Sin embargo, como muestra el artículo, las interacciones de estado aún son posibles en las condiciones adecuadas. Sin embargo, las interacciones de estado en sí mismas no implican estados localizados vinculados en ausencia de medios ...... (2)
... Este último punto se ve especialmente agravado por los análogos clásicos y no cuánticos de la luz, completos con la dualidad partícula/onda, como los fonones, en los medios que forman estados ligados localizados. Dado que estas ondas obviamente no pueden existir fuera de los medios, es paradójico hablar de estados localizados vinculados fonón-fonón en el espacio libre. Sin embargo, debido a que los fotones pueden existir en el espacio libre, es tentador (como lo demuestra la "luz sólida" en la ciencia ficción) imaginar fotones que forman estados localizados limitados en el espacio libre. Sin embargo, los fotones en el espacio libre deben propagarse a la velocidad de la luz.......(3)
... Incluso si los fotones ocupan estados unidos entre sí, su energía estará determinada por la frecuencia del paquete de ondas y, por lo tanto, no hay energía de masa invariante residual que sea necesaria para la localización. Observe el matiz aquí, sin embargo, me refiero específicamente a la interacción fotón-fotón, los fotones pueden interactuar y formar estados estables localizados. Sin embargo, ya no pueden ser fotones por las razones expuestas anteriormente, sino que se convierten en pares electrón-antielectrón.
@ user110866 está bien, entonces la conclusión es que es más probable que las construcciones de Lantern estén hechas de plasma frío o alguna forma de materia exótica con sus propias propiedades, ¿verdad?
@Strivs Sí, las construcciones de linternas hechas de plasma creo que son físicamente plausibles