¿Se puede comprimir metal y cuáles serían las consecuencias?

¡Por supuesto que es plausible!

Tu mundo, tus reglas.

Dado que tienes lo que es básicamente un ser humano haciendo que el metal se encoja y expanda, el medio obvio es una especie de magia. Como ya dijiste: el mutante aprieta el metal para que los átomos se acerquen más, luego vuelve a expandir el metal a sus dimensiones normales.

Consecuencias:

• Eventualmente, si aprieta el metal lo suficiente, podría terminar con una chuchería de neutronio.
• si el número de partículas atómicas permanece constante, entonces el peso seguirá siendo el mismo; solo estará en un espacio más pequeño.
• la durabilidad debe seguir siendo la misma también. ¡Magia después de todo!
• la única pregunta abierta es cómo Hephaistos mantiene el metal comprimido en forma de adorno: necesitaríamos increíbles máquinas y tecnología generadoras de presión para lograr esta hazaña, y tendríamos que seguir aplicando esas fuerzas para mantener el metal comprimido. También debe estar haciendo uso de algún tipo de campo de fuerza que mantiene el diminuto tamaño de la chuchería. Presumiblemente, si cae inconsciente o muere, sus armas perderán su integridad mágica y se expandirán explosivamente a su volumen original.

Buena idea, pero desafortunadamente no muy realista.

Este es el por qué:

• En primer lugar: por supuesto, los átomos estarían más juntos, pero también se repelerían entre sí. Lo que significa que tan pronto como liberes la presión, los átomos se empujarán entre sí y el arma volverá a ser más grande, tal vez no tan grande como originalmente, pero definitivamente bastante cerca de eso.
• El calor es un factor importante. Si infla su neumático con una bomba manual y luego toca el eje de la bomba, notará que estará bastante caliente. Si comprime un arma como describió, habrá mucho calor que tendrá que ser transportado. De lo contrario, su arma se derretiría o perdería sus propiedades (ver más abajo)
• Incluso si son dos piezas de metal o están compuestas por el mismo elemento, pueden ser diferentes en la forma de los cristales de metal. Por ejemplo, si calienta el hierro en una fragua y lo enfría lentamente, será más suave y flexible. Si lo enfría rápidamente será muy duro pero se romperá más fácilmente. Así que los componentes de tu arma probablemente perderán sus propiedades si los comprimes.
• Digamos que podría comprimirlos independientemente de los hechos anteriores: ¿Cómo lo haría? Si aplica presión en una dirección, el arma se desplazará hacia la otra dirección. Por lo tanto, debe aplicar la presión desde todas las direcciones y debe ser exactamente la misma cantidad de presión. De lo contrario, su arma se deformará y será inútil después de la inflación.
• Y por último pero no menos importante: ¿Cómo lo volverías a inflar sin que se deforme? Necesitaría invertir el proceso descrito anteriormente con perfecta precisión

Si bien no es realista per se, como lo señala la respuesta de CKA, puede funcionar como una superpotencia "arbitraria", siempre que sea consistente. Entonces, ¿qué pasaría si este Hephaïstos realmente tuviera el poder de apretar los átomos de metal mil veces, si no millones de veces? Él crearía materia degenerada , la materia de la que están hechas las estrellas enanas blancas.

La compresión calentaría el metal a temperaturas inmensas, por lo que supondré que el calor adicional es almacenado temporalmente por la potencia misma y se vuelve a colocar cuando deja de actuar. Transferencia de calor dependiendo de la superficie, puede tener una inmensa capacidad de calor para su tamaño, suponiendo que la materia degenerada estable de alguna manera siga funcionando como un metal en ese sentido.

Si la energía se detiene instantáneamente, entonces esas chucherías son bombas, posiblemente equivalentes a armas nucleares.

Si su poder tiene una "inercia", y la chuchería solo se expande lentamente a su tamaño original una vez que el efecto se detiene, aún puede usar la expansión para romper casi cualquier cosa, pero en la forma de un pistón hidráulico en lugar de una bomba. A la inversa, la compresión en sí puede usarse para aplastar cosas con una fuerza irresistible, posiblemente hasta el nivel de fusión nuclear. Si desea evitar esto, el efecto de compresión o expansión puede resistirse externamente debido a cómo funciona la potencia en sí misma: si la expansión es limitada, un objeto podría mantenerse indefinidamente en su estado comprimido si, por ejemplo, está encerrado en algo duro.

Los adornos que pesan varias toneladas son cosas extraordinariamente aterradoras. Caerán a través del suelo si los dejas allí. Entonces, como Hephaïstos es lo suficientemente fuerte como para usarlo, también es lo suficientemente fuerte como para lanzarlos, y no hay nada (salvo otros superpoderes) que pueda sobrevivir a ese nivel de perforación de armadura. Si necesita menos perforación de armadura y más daño por impacto, simplemente comprímalo menos, para tener más superficie de contacto para la misma masa y velocidad del proyectil. Si puede comprimir y arrojar metralla, el polvo perforante también sería un arma aterradora. Y, por supuesto, un cuchillo de adorno o un alambre de corte cortarán cualquier cosa. Por el contrario, la armadura comprimida detendrá cualquier ataque sin superpoderes con pura masa y densidad.

También tenga en cuenta que Hephaïstos no solo es inmensamente fuerte, para poder llevarlos, también tiene una piel (y ropa) increíblemente resistente, o algún tipo de poderes telequinéticos. De lo contrario, las chucherías lo atravesarán tan fácilmente como a través de cualquier materia ordinaria. (Este tipo de superpoder secundario requerido es similar a cómo Superman puede agarrar un automóvil por el parachoques sin romperlo).

Y, por supuesto, no olvidemos que lleva literalmente toneladas de equipo, por lo que un automóvil que lo golpee detendrá el automóvil, no lo enviará volando.

Los metales son comprimibles hasta cierto punto, y pueden comprimirse aún más al sufrir algunas transiciones de fase a modificaciones más densas. El plutonio es un metal famoso por tener muchas modificaciones y una modificación más densa creada bajo alta presión es un ingrediente de una bomba nuclear.

Sin embargo, en determinadas condiciones (presión y temperatura), solo una modificación es estable y las otras modificaciones suelen ser inestables o, en casos raros, metaestables (como el diamante, una modificación metaestable de carbono/grafito en condiciones normales). Una transición de fase siempre preserva la masa y la identidad química del material no cambia, pero la estabilidad de un objeto generalmente no está garantizada y la agudeza de las armas seguramente no se conserva.

Lo mejor que pueden tener tus mutantes son armas hechas de metal metaestable muy denso que causan una gran violencia a las víctimas y rompen armas hechas de metales de baja densidad. Las transformaciones en vivo de pequeño a grande o viceversa no funcionarán. Dependiendo del nivel tecnológico, esas armas muy pesadas probablemente estén protegidas contra copia (pero aún así pueden ser conquistadas o robadas por no mutantes).

Veré el lado energético de esto con mi comprensión muy superficial de la materia degenerada, porque es bastante interesante. Si desea comprimir metal a tamaños pequeños, pero aún macroscópicos, probablemente esté bien ignorar cualquier cosa que tenga que ver con el núcleo y solo mirar la energía de Fermi del gas de electrones dentro del metal. La energía por electrón es$E = \hbar^2 (3\pi^2*Electron Density)^{2/3}/2me$en un gas de Fermi. Según esta tabla http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Tables/fermi.html el valor del hierro sería$17*10^{28}$electrones libres por metro cúbico. Lo que nos da sobre$11 eV$de energía por electrón libre. Si desea reducir la densidad del hierro por un factor de, digamos, diez, tenemos una densidad de electrones diez veces mayor y un aumento en la energía de$10^{2/3}$, ca.$4.64$. Entonces, cada electrón libre tiene una energía de aproximadamente$51eV$ahora. Como se dijo antes, hay$17*10^{28}$electrones libres en un metro cúbico de hierro. Cada uno de ellos tiene ahora 40 electronvoltios adicionales de energía, lo que da un total de$1.09 * 10^{12} J$de energía, o$260 t$de TNT equivalente. Sí, un bloque de metal es prácticamente una pequeña bomba nuclear. De hecho, sería formidable si tu mutante también puede descomprimir metal espontáneamente.

Para responder 1) : la densidad en una enana blanca es cien mil veces mayor que la del hierro, pero los núcleos aún permanecen intactos en el gas de electrones degenerados. El hierro seguirá siendo hierro incluso para una compresión muy alta. 2) : Sí, no veo nada que indique lo contrario. Es muy denso. 3) : Siendo realistas, sería una pepita candente de temperatura extremadamente alta, vea las matemáticas arriba. Hacer que sea estable requiere agitar la mano. Sin embargo, tiene un sentido intuitivo que la densidad extrema también daría como resultado un aumento en la durabilidad, simplemente hay más masa para quitar del camino si alguien quiere perforarla. Otra propiedad genial que podrías darle a estos metales es la superconductividad.. Se teoriza que el hidrógeno altamente comprimido se convierte en un metal superconductor, por ejemplo, por lo que no es una idea descabellada aplicar eso aquí también. Viene con todo tipo de cosas geniales, como levitar en campos magnéticos.

No te olvides de la inercia. Debes empujar tan fuerte para mover una bola como si fuera de su tamaño normal y cada movimiento continúa en su dirección y rotación hasta que pones la misma energía que pusiste para empezar. (Considere manejar un piano a través de un amuleto de pulsera adjunto). Esto también significa que aumenta la fuerza y ​​la presión para empujarlo y lograr que la fricción lo tuerza.

Por otro lado, realmente no necesitas armas ni metales, puedes simplemente comprimir rocas o malvaviscos, porque cuando los lances, el objetivo tendrá que donar la misma cantidad de energía a las mismas presiones que tú. .

PS Asimov abordó algunos de estos temas en la introducción, el texto y los ensayos sobre su novelización de la película Fantastic Voyage, en la que los humanos y su submarino se encogen para realizar una cirugía.

Estas son solo mis reflexiones, podría estar equivocado en algunas cosas porque no soy un científico, pero estos son elementos que incorporaría/explicaría.

Sospecho que si sus armas están hechas de metal puro, no debería haber muchos problemas, pero si tiene algún tipo de contaminante, me imagino que funcionaría como exprimir el agua de una esponja, el carbón, por ejemplo, se escapa de el metal porque necesita dejar espacio para la red de los átomos de metal que son comprimidos por el poder. O sigues la interpretación de los astrónomos del metal y básicamente todo es un metal que no es hidrógeno y helio. Pero incluso entonces, la mezcla de materiales podría plantear problemas debido a los diferentes tamaños atómicos cuando se comprimen para reducir el tamaño.

Suponiendo que la magia aplica una presión uniforme que hace que los metales se encojan, los metales podrían "rebotar" como un resorte cuando se descomprimen demasiado rápido. Tu mutante necesitará paciencia para evitar daños crecientes al expandirse.

https://accendoreliability.com/stress-metals/ lo explica bastante bien.

También del mismo sitio:

Con la mayoría de los metales modernos, el rendimiento generalmente ocurre en aproximadamente el 1% de la fuerza teórica de los enlaces atómicos. Muchos materiales ceden alrededor del 0,1% de la resistencia teórica.

La razón por la cual los metales tienen resistencias tan bajas se debe a estructuras atómicas imperfectas en las redes cristalinas que los componen. A menudo, una fila de átomos se detendrá en la mitad del cristal y se creará una brecha en la estructura atómica. Estas brechas actúan como enormes puntos de aumento de tensión conocidos como dislocaciones.

Entonces, básicamente, sus armas deben ser perfectas como el metal, sin imperfecciones. Por supuesto, eso haría que sus materiales fueran extremadamente valiosos para la comunidad científica y podría ser una buena fuente de ingresos.

Sus espadas o metales podrían ser una buena bomba. Imagine una losa de metal del tamaño de una bolita, pero en realidad es del tamaño de un ladrillo. Lo arroja al enemigo y cuando aterriza allí, libera su magia. El efecto de resorte de la repentina liberación de presión probablemente romperá el metal y enviará metralla por todas partes y, dependiendo de la velocidad de expansión, enviará una onda de choque a través del aire que romperá los órganos internos.

Es un poder muy peligroso que tiene.

*Tu mundo, tus reglas*

Tener una comprensión básica de la física en nuestro mundo puede ayudarlo a formular una alternativa razonable para su mundo.

Aquí hay un par de artículos que explican los átomos y los núcleos,

• https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_nucleus
• http://academic.brooklyn.cuny.edu/physics/sobel/Nucphys/atomprop.html

Parafraseando aproximadamente el artículo de CUNY,

Un átomo tiene un tamaño aproximado de 10e-10 metros. Aunque los átomos de diferentes elementos varían en tamaño, use una estimación aproximada de 10e-10 como el tamaño de cualquier átomo.

Un átomo está compuesto por un núcleo rodeado por una nube de electrones. El núcleo tiene un tamaño aproximado de 10e-15 m (alrededor de 10e-5 o 1/100.000 del átomo). Una buena comparación del núcleo con el átomo es un guisante en medio de una pista de carreras.

El núcleo está compuesto por protones (positivo) y neutrones (cero). Hay una fuerza nuclear que es (principalmente) atractiva y actúa entre protones y neutrones, y es más fuerte que la fuerza eléctrica repulsiva.

Su herrero podría generar algún 'campo' o alterar metales para,

1. manipular (amplificar) la fuerza nuclear de los metales
2. fuerza repulsiva moderada (reducida o debilitada) entre núcleos de metales
3. agregar otra partícula a los núcleos de los metales (para hacer lo anterior)

La opción 3 tiene más sentido para mí, depende de cómo desee contar su historia.

El tamaño de los átomos, el tamaño de las moléculas y la distancia de los átomos de metal en la rejilla cristalina están determinados por el tamaño de la cubierta de electrones, que a su vez depende de la interacción de los electrones entre sí y con el núcleo.

Los electrones alrededor de los núcleos se comportan un poco como ondas estacionarias tridimensionales, comparables a una superficie resonante, pero en el espacio. La forma de onda está determinada por la carga eléctrica del electrón y el protón, la masa del electrón, su energía y la permitividad del vacío . Este último a su vez está relacionado con la velocidad de la luz; una mayor velocidad de la luz disminuiría la permitividad, lo que a su vez aumentaría las fuerzas entre las cargas, si lo entiendo correctamente. Supongamos que fuerzas más altas darían como resultado átomos más pequeños y rejillas cristalinas más densas. Todo lo que tu héroe debe hacer es aumentar localmente la velocidad de la luz. Yo pensaría que eso es equivalente a acelerar el tiempo localmente. Fácil ;-).