Diseño de una batería para almacenar luz

Así que tengo un líquido que absorbe la luz y luego la libera cuando se impacta o se rompe la tensión superficial.

Estoy debatiendo si debería seguir la Primera Ley de la Magia de Sanderson:

La habilidad de un autor para resolver conflictos con magia es DIRECTAMENTE PROPORCIONAL a qué tan bien el lector entiende dicha magia.

y la ley de Arthur C. Clarke:

Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia.

y simplemente no molestarse en explicarlo. O si hay alguna forma de que sea posible sin usar 'magia'.

Si bien tiene elementos fantásticos, me gustaría que fuera al menos científicamente plausible.

Algunas posibilidades que puedo ver:

  1. El líquido reduce la velocidad de la luz hasta arrastrarse/detenerse
  2. El líquido refracta la luz infinitamente para que no pueda escapar.
  3. La tensión superficial del líquido tiene alguna propiedad por la que la luz puede pasar desde el exterior, pero se refleja desde el interior. Como un espejo infinito.

EDITAR:
El nivel de tecnología está un poco más allá de donde estamos. Son posibles cosas como reemplazar células con células artificiales hechas de nanobots, superconductores a temperatura ambiente, interfaces cerebro/máquina, viajes interdimensionales usando agujeros de gusano o algo similar. Hay algunas entidades que son efectivamente posteriores a la singularidad.

¿Debe volver a emitir la "misma" luz que captura, o puede absorber energía luminosa y luego convertir esa energía nuevamente en luz en algún otro momento?
@KSmarts Me gustaría que tuviera el mismo espectro si es posible, sin temperaturas de 6000K.
Suponiendo que entiendo correctamente la Primera Ley de Sanderson y la ley de Arthur C. Clarke, si decide "simplemente no molestarse en explicarla", entonces esas dos leyes juntas significarían que su capacidad para resolver conflictos con esta tecnología en particular sería muy limitada.

Respuestas (5)

Las moléculas del líquido se encuentran naturalmente en una matriz cristalina que refleja perfectamente los fotones en su interior, atrapándolos. Cuando se golpea el líquido o se rompe la superficie, la matriz cristalina pierde su simetría y los fotones salen disparados en todas direcciones.

Esa fue mi conjetura inicial. Siendo realistas, un cristal líquido es un estado de la materia más que un tipo específico de materia. Pero pude ver una molécula específica controlada por un campo magnético (o una mecánica más fantástica) para crear ese tipo de cristal.
"Cristalino" puede no ser la palabra correcta en mi respuesta. Solo estaba imaginando una estructura más organizada y simétrica de las moléculas. Y ahora que lo pienso, probablemente NO sería un líquido, que debe ser algo caótico para "fluir" (creo). Así que tal vez cuando está en reposo se vuelve semisólido, como un montón de pelotas de ping-pong, pero también puede volverse caótico y fluir como lo hace un líquido, como ese mismo montón de pelotas de ping-pong. En el estado de flujo, no tiene simetría ni orden, por lo que libera los fotones atrapados.
Solo para señalar algo. Un "cristal" es simplemente una organización sistemática de los átomos. Entonces creo que su respuesta es perfectamente correcta al usar la palabra cristal.

Lo que estás describiendo suena como un condensado de Bose-Einstein . Básicamente, piense en enfriar fotones (partículas de luz) hasta un punto muy cercano al cero absoluto. Parece que esto se parece más a un gas que a un líquido, pero al agregar algo del elemento handwavium, podría funcionar para sus propósitos.

Además, échale un vistazo a este artículo :

Sin embargo, en este último estudio, los investigadores activaron dos haces de control que crearon un patrón de interferencia que se comporta como una pila de espejos.

A medida que el pulso de la señal regenerada intenta continuar su camino a través del cilindro de vidrio, los fotones rebotan de un lado a otro, pero el pulso de la señal general permanece estacionario. El haz de luz estaba esencialmente congelado.

Los investigadores pudieron mantener los fotones atrapados así durante unos 10-20 microsegundos.

Su líquido podría ser alguna forma de esta sustancia.

Si bien 20 microsegundos es mucho tiempo para los fotones, en realidad no es suficiente para ser práctico. Además, un condensado de Bose-Einstein no es gas ni líquido, es un estado separado de la materia.
@KSmarts El OP quería una forma de explicar su líquido de una manera científicamente plausible. Sí, BEC existe en un estado separado, pero dependiendo de lo que condense, es gaseoso o superfluido. 20 microsegundos no es práctico, pero es plausible que pudiera explicar su batería ligera usando esta técnica. Considere que el artículo es de 2003. En 2013, los investigadores que usaron métodos similares congelaron un haz de luz durante un minuto . En 10 años, pudieron aumentar la eficiencia en un factor de 3.000.000.
@Seth no es una cuestión de futurismo. El hecho importante aquí es que un condensado de Einstein-Bose se basa en una interacción específica de bosones bajo condiciones específicas. No es como un chip de computadora donde puedes asumir que mejorará con el tiempo. Esto no será posible (como un líquido a temperatura ambiente) a menos que reescriba las leyes de la mecánica cuántica. IE, no hay handwavium.

En primer lugar, sus tres explicaciones no funcionan (EDITAR: muy bien).

  • La luz se desacelera dentro del líquido. Esto podría ser plausible, pero luego tendrá dificultades para tratar de explicar por qué el líquido permite que la luz escape al interactuar. Disminuir la velocidad de la luz introduce cierta complejidad negativa, como ¿qué frecuencia tendrá la luz cuando se "libera"? ¿Igual que cuando entró? Esto sería muy difícil de explicar.

  • Refracción/reflejo de la luz infinitamente. EDITAR: OK, tal vez esto sea técnicamente posible. Pero la implementación técnica requeriría tal nivel de precisión y complejidad (especialmente considerando el aspecto fluido) que es completamente impráctico.

La respuesta es fácil. Estos son pequeños organismos parecidos a bacterias que flotan en algún líquido. Estos organismos pueden ser extraterrestres o diseñados, en realidad no importa.

  • Las nanopartículas pueden ser muy pequeñas. Trate de no pensar en estos como "pequeños robots", pueden ser más como pequeñas bacterias con rasgos de ingeniería.
  • ¿Conoces las luciérnagas, verdad? Mismo concepto. La luz puede ser almacenada por sustancias químicas en vacuolas, y la fotosíntesis podría ser un mecanismo viable para producir la energía requerida para crear las proteínas necesarias para diseñar estas sustancias químicas productoras de luz. También podrían estar viviendo del calor, insectos que caen en la sustancia pegajosa, o lo que sea.
  • Si sigue el camino de la "forma de vida alienígena", fácilmente podría decir que el destello de luz es un mecanismo de defensa para asustar a los animales que podrían considerar comer el líquido. Para el camino diseñado, realmente depende de tu historia. Podría ser un arma militar de algún tipo (para evitar que las tropas terrestres se escabullan por la noche), una broma práctica (la fábrica de Flash Goop, Inc. tenía una fuga).
  • Los científicos de hoy han estado jugando con los genes necesarios para diseñar estos organismos. Incluso hay una startup en la que puedes reservar plantas que brillan en la oscuridad .
  • Ciertamente fluiría como el agua. Las bacterias diseñadas pueden suspenderse en algún otro líquido, cuyas propiedades puede definir libremente (viscosidad, inflamabilidad, etc.).
El OP menciona que existen nanobots/máquinas y parecen ser decentemente poderosos. Podrían funcionar para lo que propones. Además de ser "programable" para obtener diferentes longitudes de onda. Dicho esto, +1 para "Trata de no pensar en estos como "pequeños robots"".
Además, aunque habría pérdidas durante la reflexión, podría no ser 100 % imposible teniendo en cuenta el nivel de tecnología que sugiere la pregunta. Sería un tramo más grande que su idea principal.
@ 3C273 seguro, no imposible, pero totalmente impráctico. Para cualquier tecnología hay alguna entidad que gastó los recursos para crearla. ¿Por qué asumir la complejidad adicional para preservar los rayos de luz reales , cuando otras soluciones son mucho más simples?
Este no está mal... La carga con la luz del sol era un poco importante cuando tuve la idea por primera vez, pero ha pasado un tiempo y tal vez ya no lo sea. Lo mismo ocurre con la luz del sol frente a otra luz. Tengo una criatura a la que no le gusta la luz del sol, pero no solo quería que fuera una cosa UV, y no quería que el fuego o la luz de las bombillas fueran un problema. Podría estar atascado en la idea.
@JamesWatkins Creo que al final estamos de acuerdo en los hechos. Poco práctico, pero teóricamente posible. Si AndyD273 (buen nombre por cierto) tiene una razón para que exista esa tecnología en particular, podría ser utilizable. Pero no sucedería de manera realista.
@AndyD273. Si la tecnología es tan avanzada como dice en la pregunta, creo que sería muy posible que la respuesta de James pudiera reproducir la luz solar (u otra radiación fuera del espectro visible) de literalmente cualquier fuente de energía.
@ AndyD273 entonces el factor importante sería, ¿a qué le teme exactamente la criatura? ¿El brillo de la luz (lúmenes)? ¿El calor (infrarrojos/microondas)? O tal vez sea un comportamiento más desarrollado, basado en el tamaño/forma, bandas de luz particulares o cualquier combinación de estas cosas. O tal vez simplemente no lo explique en absoluto, ya que parece irrelevante. De cualquier manera, esta solución funciona y es técnicamente fácil de ejecutar.

Diría que solo almacena energía, sigue tratando de recolectarla pero tiene un gatillo para liberarla. ¿Alguna vez has visto un líquido sobresaturado? Los usan en calentadores de manoplas y almohadillas térmicas , un choque físico lo activará y liberará calor a su alrededor. ¡En lugar de calor podría ser luz!

Ser capaz de controlar la reacción lo haría más útil.

edt: para reemplazar super cooled con supersatureated, ya que esa era la terminología correcta. El sobreenfriamiento puede tener una reacción similar, donde cuando se 'congela' emite calor adicional para cristalizar.

Esta no es una mala idea. ¿Es realista que emita un espectro completo similar al sol? Si quisieras lastimar a una criatura que es sensible a la luz del sol, pero no a las fuentes de luz artificial, por ejemplo.
Los calentadores de manos y similares son soluciones sobresaturadas , no líquidos sobreenfriados.
@Samuel chemistry.about.com/od/chemistryglossary/a/supersatdef.htm parece decir que son lo mismo. ¿Puedes darme referencias? No tengo ningún problema en aprender más al respecto.
@AndyD273 ¡Con magia seguro! Estaba tratando de darte un mecanismo físico conocido que podrías explotar.
@bowlturner Esa página es incorrecta. Wikipedia proporciona excelentes definiciones: La sobresaturación es un estado de una solución que contiene más material disuelto del que podría disolver el solvente en circunstancias normales. El sobreenfriamiento es el proceso de bajar la temperatura de un líquido o un gas por debajo de su punto de congelación sin que se convierta en sólido.
Para emitir la misma luz que el sol, esta almohadilla térmica debería estar a unos 6000° C.
@Samuel, pero cuando enciendes los 'calentadores', ¿no se están cristalizando/'congelando'? entonces, aunque está sobresaturado, en este caso, ¿podría estar sobreenfriado también? Estoy seriamente interesado aquí.
@bowlturner Lo son, sí. A medida que el acetato de sodio precipita fuera de la solución, se congela. Supongo que podría llamarse sobreenfriado en el instante en que se sale de la solución y antes de que se congele, pero no estoy seguro de que sea exacto decirlo. Si fuera acetato de sodio puro, como líquido a temperatura ambiente, entonces podría decirse que está sobreenfriado.
@Samuel Leí un poco más y entendí mucho mejor las diferencias, ¡gracias!

Hay varias respuestas científicas muy buenas. Sin embargo, otro punto de vista sería leer la interacción de la Primera Ley de Sanderson y la ley de Clarke de forma ligeramente diferente. ¿Qué pasa si usamos la ley de Clarke para sustituir "tecnología suficientemente avanzada" por "magia"?

Ley de la tecnología de Sanderson-Clarke: La capacidad de un autor para resolver conflictos con tecnología suficientemente avanzada es DIRECTAMENTE PROPORCIONAL a qué tan bien comprende el lector dicha tecnología suficientemente avanzada.

Creo que el enfoque utilizado aquí de tratar de encontrar una justificación científica de por qué funciona es útil. La ciencia es una gran manera de dar a los lectores una comprensión. Sin embargo, mientras arma su historia, recuerde que tiene la libertad de complementar tales explicaciones científicas con otras formas de fomentar la comprensión (como observar cómo reaccionan los personajes a la tecnología).

Diseño de una batería para almacenar luz
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