Le Sabre Laser

          Les sabres lasers ont un rôle extrêmement important dans Star Wars, alors même que ce sont les armes que les scientifiques ont le plus de mal à comprendre. Et c'est peut-être normal, étant donné que ces armes utilisent la Force, qui, comme nous l'avons vu, semble défier toutes les lois scientifiques. La première fois que nous avons regardé Star Wars, nous avons tous pensé que les sabres lasers étaient bel et bien des lasers. Or les lasers sont des rayons qui continuent en ligne droite à moins qu'ils soient absorbés, réfléchies, déviés ou dispersés par une substance. Les sabres lasers, eux, s’arrêtent d'un coup. De plus, un rayon laser ne serait pas visible à moins qu'il n'y ait beaucoup de poussière dans l'air. Et deux rayons lasers ne pourraient pas se toucher car ils passeraient l'un à travers l'autre, comme deux rayons de lumière.

          Un constituant bien meilleur pour créer un sabre laser est le plasma. Le plasma est un gaz qu'on a soumis à des températures très élevées. Pour comprendre tout cela, nous allons traiter des couches électroniques. Lorsqu’un gaz est soumis à des températures élevées, les atomes de ce gaz s'excitent de plus en plus, et gagnent de l'énergie. Les électrons reçoivent également de plus en plus d'énergie et changent donc de couches électroniques très rapidement, jusqu'à ce qu'ils ne soient plus en orbite autour du noyau de l'atome mais libres.

           A l’origine, l'atome, avec ses électrons chargés négativement et son noyau chargé positivement, était électriquement neutre. Après avoir chauffé un gaz, le plasma est toujours globalement électriquement neutre, mais les particules chargées négativement et positivement, appelées ions, sont libres d'agir comme elles le souhaitent. Étant donné que les particules chargées électriquement génèrent des champs électriques et magnétiques, le plasma se comportera différemment d'un gaz. Il y a même des scientifiques qui considèrent le plasma comme étant le quatrième état de matière, avec les solides, les liquides et les gaz.

          Grâce à leurs forces électromagnétiques, les ions peuvent avoir des effets sur le comportement d'autres ions, malgré des distances importantes. Le mouvement d'un ion entraînera donc très souvent le mouvement d'autres ions. David Bohm, un protégé d'Einstein qui a longuement étudié la physique des plasmas, en a conclu que les plasmas ne se comportent pas comme des particules individuelles, mais comme un ensemble de particules. Il a même pensé pendant un moment que les plasmas se comportaient comme s'ils étaient vivants. Le plasma semble donc être un constituant parfait pour le sabre laser. En plus, le plasma est abondant dans l'univers.

           Toutes les étoiles sont faites de plasma, et notre soleil n'est pas une exception. Le plasma est également présent dans les éclairs et les tubes fluorescents. Étant donné que le soleil, les éclairs et les tubes fluorescents émettent tous de la lumière, nous pouvons facilement imaginer qu'un rayon de plasma pourrait produire la même lumière qu'un sabre laser. De la lumière est émise d'un plasma lorsqu'un électron décide de se rattacher au noyau. Il revient donc sur les fameuses couches externes et cela crée de la lumière. Dans la plupart des plasmas, l'action d'un électron se libérant du noyau et s’associant avec lui est permanente. Les tubes fluorescents encouragent ce procédé pour créer plus de lumière en plaçant le plasma entre deux électrodes.

           La couleur de cette lumière dépend de la composition et de la température du plasma. Le champ magnétique de la Terre attrape des ions et les fait tourner autour des lignes de champ magnétique. Ces lignes de champ magnétique se rapprochent les unes des autres jusqu'au niveau des pôles magnétiques de la Terre, où elles se rejoignent. Comme une particule ne peut pas traverser une ligne de champ magnétique, elle doit s’arrêter et repartir d'où elle est arrivée. Les pôles magnétiques agissent donc comme des « miroirs magnétiques ».

            Avec un miroir magnétique à chaque pôle, les particules restent dans une certaine région en faisant des allers-retours entre les deux miroirs. De même, les physiciens utilisent les champs magnétiques, les miroirs magnétiques et les champs électriques pour contenir les plasmas dans un endroit défini. Les physiciens utilisent ces champs pour contenir le plasma en une forme cylindrique, par exemple, et peuvent même contrôler la largeur du cylindre en faisant varier la force de ces champs. Nous pourrions donc imaginer de faire un long cylindre fin, comme le sabre laser, mais en plasma. Or nous rencontrons trois gros problèmes.

           Premièrement, comme avec le laser, nous ne connaissons aucun moyen qui permettrait de régler la longueur de ce cylindre. Les cylindres de plasma sont de longueurs limitées, étant donné que les scientifiques ne peuvent produire qu'une quantité de plasma limitée. Or nous n'avons aucun moyen d’arrêter la lame brutalement comme c'est le cas dans un sabre laser. Le plasma s'écoule à la fin du cylindre, où les champs ne peuvent plus le contenir. Comme le plasma d'un sabre laser doit avoir une énergie phénoménale pour pouvoir transpercer du métal et le corps humain, il coulerait très rapidement. Roland Lehoucq l'avoue lui même, « Les sabres lasers sont un vraie casse-tête pour moi. Surtout pour savoir comment ils s’arrêtent si brutalement à une certaine distance. » Même si l'on émet l'hypothèse que le manche du sabre laser fournit du plasma à la lame en permanence, le plasma coulerait des deux extrémités du cylindre. Pour empêcher cet écoulement, qui brûlerait la main de Luke en quelques secondes, il faudrait créer un cylindre de plasma qui n'a pas d'extrémités.

           Les scientifiques ont réussi à faire cela en courbant le cylindre de façon à ce qu'il devienne un tore. Roland Lehoucq pense qu'un sabre laser de ce type serait plus réalisable. « On pourrait faire un tore de plasma à température très élevée, de la forme d'un donut en fait. Un bâton serait insérer dans le trou du donut afin de faire un manche. Ça marcherait un peu comme une massue. » Or ce n'est pas vraiment ce que l'on recherche, car nous voulons un sabre-laser et non une massue-laser. A court d'idées, nous avons décidé de contacter Michael Dexter, qui a notamment écrit un article sur la science dans Star Wars sur le site Apeculture.com, et il nous propose une idée assez similaire à la nôtre. Il imagine en fait une situation où les champs électriques et magnétiques forcent le plasma à progresser dans un espace étroit au centre du sabre-laser et à rebondir, ce qui créerait une fine « fontaine » de plasma. Cela pourrait ressembler aux sabres-laser que l'on voit dans les films.  « Réaliser une telle chose serait extrêmement difficile, surtout pour faire quelque chose d'aussi lisse que dans les films. Mais physiquement, cela reste possible. » ajoute Michael Dexter.

           Notre second problème est l'espace. Le plasma et tous ses champs sont générés par 'un cylindre qui a la taille d'une lampe de poche. Dans un espace si petit, on a besoin d'une source d'énergie, d‘un système de refroidissement et des sources de plasma. Si nous pouvions créer quelque chose de similaire à un sabre-laser aujourd'hui, tous les systèmes requis à son fonctionnement prendraenit la place de tout un immeuble. « Les sabres-laser fournissent beaucoup d'énergie dans un espace limité » dit Lehoucq. « Ça a l'énergie de brûler totalement une main, et ça prend la place de deux grosses piles. C'est assez improbable de réaliser cela de nous jours. »

           Troisièmement, même si nous pouvions générer du plasma et un champ magnétique extrêmement puissant du manche du sabre-laser, la force du champ magnétique diminuerait rapidement lorsque le plasma s'éloigne du manche. Le problème de fuite s'amplifie donc. On pourrait donc placer le manche de sabre-laser au milieu de la lame. Or cela existe déjà dans Star Wars, comme le sabre de Dark Maul dans l'épisode I. Mais les lames de ce sabre sont aussi longues de chaque côté qu'un sabre laser simple, cela n’a donc aucun intérêt. Le problème serait même doublé avec les deux lames.

           Si nous pouvions résoudre ces trois problèmes, un rayon de plasma pourrait être le composant d'une lame de sabre laser. Les champs électromagnétiques de chaque lame se repousseraient, ce qui empêcherait une lame de traverser une autre lame. Les rayons de plasma pourraient également, en théorie, couper du métal, des os et d'autres matériaux. Mais cela induit pour les humains un nouveau problème. En effet, pour créer un rayon de plasma si puissant, celui-ci devrait être dix million de fois plus dense et dix fois plus chaud que le plasma qu'on a réussi à fabriquer sur Terre. Il faudrait du plasma à 200 million de degrés Celsius... La densité d'énergie importante du plasma lui permettrait de quasiment tout transpercer. Malheureusement, la chaleur du rayon se répandrait également sur ce qu'il ne touche pas. Cette chaleur serait moins intense que lorsque l'on touche le rayon, mais tout de même...

           Ce plasma serait si chaud qu'il brûlerait tout ce qui est à sa portée, comme les mains, les bras et le visage de Luke. Roland Lehoucq nous confirme que tout ce qui se tiendrait prêt du sabre laser « souffrirait d'un gros coup de soleil. Le sabre laser serait au minimum douloureux à tenir, et même peut-être assez chaud pour brûler sévèrement tout ce qui se tient à proximité. » Dans ce cas, Luke préférerait peut-être envoyer son sabre-laser à Dark Vador par la poste et l'activer grâce à une télécommande... Il semble donc que beaucoup de choses dans Star Wars restent purement imaginaires, comme les sabres-laser, l’Étoile de la Mort ou se déplacer dans l'hyperespace, dont nous parlerons plus tard dans le blog. Mais la science progresse tous les jours et certains scientifiques commencent à trouver des façons qui permettent de se rapprocher de ces inventions imaginaires.

           Le physicien Miguel Alcubierre à déclarer un jour sur la possibilité de se déplacer dans l'espace à notre convenance : « Il y a des possibilités, et j’adorerai pouvoir visiter d'autres galaxies. » Comme nous le verrons dans l'article sur les véhicules, se déplacer très rapidement dans l'espace est physiquement possible. Mais il faut ensuite convertir la théorie en réalité. Comme nous l'avons vu avec la Force, ce n'est pas toujours simple de trouver des explications à certains phénomènes de films, et le sabre-laser semble faire partie de cette catégorie. Un tel travail pourrait donc paraître ridicule aux yeux de certains.

           Mais l'analyse de toute cette technologie mystérieuse et improbable ou ces phénomènes inexplicables tels que la Force, nous oblige à nous poser certaines questions qui rejoignent les problèmes que rencontre la science d'aujourd'hui. Nous pourrions peut-être, un jour, trouver des réponses aux problèmes les plus complexes grâce à Star Wars.

Les différents sabres laser de Star Wars.