¿Puede una cuchilla unidimensional cortarlo todo? (motosierra) (espada)

Estaba pensando en un personaje que tiene una... especie de motosierra a vapor, y una espada, lo que los hace especiales es que las hojas de la motosierra son unidimensionales, al igual que la espada, están hechas de hierro.

De hecho, tenía curiosidad sobre qué podían cortar y qué no, o cualquier cosa con ese nivel de borde puede cortar todo. y, de ser así, ¿podría un papel unidimensional cortar con "facilidad" una cuchara de acero? ¿O mi motosierra de hierro podría cortar una armadura hecha de pasta nuclear? ((simplemente suponiendo que de alguna manera alguien logre "desactivar" la gravedad que esa cosa debería aplicar sobre todo, también suponiendo que el material sea sólido, este es solo un loco escenario totalmente hipotético, en realidad no quiero ese tipo de armadura en mi historia ))

¿O ser unidimensional en realidad haría que estas cosas fueran muy frágiles? si ese es el caso, solo la parte del borde es unidimensional (con unidimensional me refiero a algo con un grosor de un átomo, solo que menos si es científicamente posible) Realmente agradecería si alguien aclara mis dudas, gracias

Suponiendo que la hoja no se rompiera, podría hacerlo, pero el corte sería tan fino que las dos partes se volverían a combinar tan pronto como pasara la hoja. Para todos los efectos prácticos, su espada simplemente atravesaría objetos sólidos como si no existieran.
Se llama un "borde monomolecular". El grafeno, por ejemplo, encajaría perfectamente ya que es una estructura monolomecular de 1 átomo de carbono de ancho y mucho más fuerte que el acero. Desafortunadamente, cuanto más delgado es el borde, más fácil es romperlo también.
Sería invisible y más liviano que una pluma: si obtiene uno que funcione, entonces mejor que sea un poste de 10 pies mientras lo hace.
Las motosierras (o cualquier tipo de sierra) no funcionan de la misma manera que las espadas. Las espadas simplemente cortan (o apuñalan). Los dientes de corte de una motosierra cortan tiras finas de material y eliminan el material del corte. Entonces, una motosierra 1-D no funcionaría como una motosierra.
"Unidimensional" no es lo mismo que "grosor de un átomo".
no pueden ser unidimensionales y estar hechos de hierro. un átomo de hierro tiene tres dimensiones.
Incluso si fuera posible construir un objeto unidimensional con masa (con bordes afilados o no), y no lo es, todavía tiene el problema de que nuestro universo opera en el nivel observable de todos modos en función de 3 dimensiones espaciales más el tiempo. Quite cualquiera de los 4 y, desde nuestra perspectiva, el objeto no existiría; literalmente, no podríamos percibirlo ni interactuar con él de ninguna manera y viceversa. Así que A) no podrías cortar con él. B) no podía sostenerlo y C) no podía guardarlo en ningún lado.

Respuestas (6)

Ok, suponga que tiene un cable de un solo átomo de ancho. Tienes cada átomo unido con solo dos átomos a la izquierda y a la derecha. Si estos enlaces son más débiles que los enlaces del material que desea cortar, bueno, ahí va su cable. Como tal, no se puede cortar acero con una "cuchilla" de papel 1D.

El siguiente punto es la fuerza. Debe proporcionar una fuerza de avance lo suficientemente fuerte como para mover su "cuchilla" a través del material. Cuando corta algo con un alambre, toda esa fuerza de avance proviene de la tensión del alambre multiplicada por la curvatura del alambre. Un cable recto simplemente no puede tener ninguna fuerza hacia adelante para cortar. La tensión del cable monoatómico está limitada nuevamente por la fuerza de sus enlaces químicos. Esto pone un límite estricto en el ancho del material que puede cortar. Si el material que se va a cortar es demasiado ancho, no puede aplicar la fuerza suficiente para empujar el cable o el cable se rompe. Puede salirse con la suya cortando algunas cosas blandas en el rango de milímetros, pero no podrá cortar nada macroscópico.

Finalmente, si intentas cortar cosas mojadas, eso es difícil. Dado que su "cuchilla" solo está separando cosas por el ancho de un solo átomo, las cosas húmedas simplemente se volverán a unir después de la "cuchilla". Por lo tanto, podrá tirar de su "cuchilla" a través de la mayoría de las células vivas, y la célula vivirá como si nada hubiera pasado. Esto no se aplica a las células musculares donde cortar las proteínas estructurales cortaría el músculo, pero su capacidad de corte muscular ya está muy limitada por mi segundo punto anterior. La misma historia para los huesos. Cualquier otra cosa debería sobrevivir a su "corte" bien.

Entonces, en resumen: si bien una cuchilla 1D suena muy peligrosa, en realidad no lo es en absoluto.

No. En primer lugar, no hay estructuras verdaderamente unidimensionales, pero si asume que las hay: Cortar requiere meterse en el material y separarlo. Necesita algún tipo de cuña para eso, la punta se clava en el material y los flancos separan el material.

La nitidez solo ayuda hasta cierto punto, hace que sea más fácil obtener una muesca para que la cuña se mueva, pero más allá de eso, un borde afilado garantiza un corte más limpio y menos irregular.

Para separar un trozo de metal, debe proporcionar suficiente fuerza para introducir la cuña y apartar el material.

Tal cuña se llama cuchilla. No se puede cortar vidrio con una hoja de afeitar. Ni siquiera si afilaste el borde para que tuviera un átomo de espesor.

Una cosa unidimensional sería una fila de átomos. Piense en ello como una cuerda muy delgada. solo podría funcionar para transmitir tensión, cualquier otra carga lo haría no funcional:

  • compresión: cualquier carga en la punta doblaría la línea, arruinándola
  • cizalla: lo mismo aquí, la línea simplemente se doblaría y sería inútil

Si asumimos que la cuchilla tiene la integridad estructural para conservar su forma, sería útil pero no podría atravesarlo todo.

Incluso si el borde de la cuchilla tiene un solo átomo de espesor, no significa que podrá cortar el acero. La hoja todavía tiene cierta medida de ancho, sin importar cuán pequeña sea, lo que significará que se atascará en el material que está tratando de cortar. Esto se debe a que tiene que forzar la separación del acero y empujarlo pero, debido a la fricción generada, es probable que se atasque. Si toda la hoja fuera tan delgada, podría cortar el acero pero, como han mencionado otros, las heridas causadas no serían muy gruesas y podrían volver a cerrarse después de que la hoja pase.

Otra cosa a considerar es cuánto tiempo la cuchilla retendrá su filo. Históricamente, el filo más delgado utilizado en una hoja estaba hecho de obsidiana, también llamado vidrio volcánico. El borde, si se hace correctamente, puede tener un grosor de unos pocos nanómetros (que es tan fino que el ojo humano no puede ver el borde), pero incluso esto no puede cortar el acero. La razón es que, tan pronto como la cuchilla entre en contacto con cualquier material, comenzará a desafilarse.

Esto es cierto para cualquier material, qué tan bien algo retiene un filo es un componente clave en la fabricación de espadas. También es por eso que no usamos papel en las espadas, aunque puede ser muy afilado en los bordes, se desafilará muy rápidamente y no tendrá el mismo nivel de nitidez. Si asumimos que su cuchilla está hecha de hierro, como se indica en la pregunta, tendrá una mejor retención del borde, pero la idea aún se aplica. Si bien seguirá siendo muy nítida después del primer corte, ya no será nítida de un átomo.

Necesita un grosor macroscópico, así como niveles casi inimaginables de resistencia y dureza para que funcione, así que no.

Descartando el requisito de que la hoja esté hecha de "algo", eso sí .

Cortar algo puede considerarse como instalar un espacio. La mayoría de las cosas crean este espacio al empujar el material cortado hacia los lados. Pero su cuchilla no ocupa ningún espacio, por lo que no hay espacio. (Un corte sin ancho no tiene efecto).

Entonces, imagina que la cuchilla es una especie de distorsión en la forma del espacio, de modo que la luz siguió estos caminos:

    --------------------
---/ /----------------\ \----
----<   "Extra space"  >----
---\ \----------------/ /---
    --------------------

Esto pone "un espacio" en el espacio en el que se encuentra el material, lo deja allí durante el tiempo que tarda la hoja en pasar y luego "cose ​​las cosas". Esto es lo suficientemente largo como para que el material se deforme irremediablemente, a menos que sea excepcionalmente grueso y rígido. Probablemente no puedas atravesar una montaña, pero romperías los enlaces químicos de la roca y podrías romper un cristal.

Dependiendo de cómo se produzca esta deformación, es posible que pueda balancearlo sin resistencia o que sea casi imposible moverlo. O sería tan difícil de cortar como una cuchilla "ideal", donde solo tiene que pagar el costo de energía para romper los enlaces químicos.

Como efecto secundario, puede colocar refrigerios o una señal de advertencia en el espacio extra "dentro" de la hoja, que no sería visible de canto. Esto también puede ayudar a hacer una vaina.