„W mieczu został umieszczony laser o zielonej barwie i soczewka tzw. `miecz świetlny`, która skupia światło w odcinek. Dzięki temu uzyskaliśmy efekt miecza świetlnego. Rękojeść miecza jest wydrukowana na drukarce 3D” – wyjaśnia twórczyni rozwiązania, studentka Politechniki Warszawskiej, Aleksandra Fliszkiewicz.

Miecz świetlny opracowała ona w ramach realizacji pracy inżynierskiej. „Przyszłam do dr. Krzysztofa Petelczyca z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej z takim pomysłem akurat po premierze 8. części „Gwiezdnych Wojen” – wspomina studentka, cytowana w informacji prasowej przesłanej przez uczelnię. Pracę inżynierską o mieczu świetlnym będzie broniła w styczniu.

NIE DO KOŃCA JAK W KINIE

Jej opiekun naukowy, dr inż. Krzysztof Petelczyc zastrzega jednak, że znany z filmów miecz świetlny ma kilka właściwości, których w wynalazku z PW nie da się osiągnąć. „Po pierwsze wiązki laserowego światła nie widać z boku. Chyba, że znajdziemy się we mgle czy w dymie. Nie możemy też sprawić, by dwa miecze trzymane przez rycerzy odbiły się od siebie” – tłumaczy naukowiec w rozmowie z PAP. Poza tym filmowe miecze, kiedy się nimi porusza, wydają charakterystyczny dźwięk przypominający bzyczenie. Tymczasem laser jest cichy. „Te brakujące efekty można byłoby uzyskać nie dzięki laserom, ale dzięki fizyce plazmy” – sugeruje badacz.

Na PW postał laserowy miecz świetlny. Było to możliwe dzięki wykorzystaniu opracowanej tam soczewki o nietypowej geometrii. Fot. Politechnika Warszawska

W swoim rozwiązaniu Aleksandra Fliszkiewicz użyła wskaźnika laserowego, który jest zbyt słaby, aby przecinać obiekty niczym ostrze. Nie można jednak wykluczyć, iż kiedyś będzie można użyć tak silnych laserów, że da się nim ciąć różne powierzchnie.

POLSKA SOCZEWKA

Wykorzystana w pracy inżynierskiej soczewka typu miecz świetlny nie jest nowym odkryciem – jej geometrię opracowano na PW już w 1990 r. Zespół prof. Andrzeja Kołodziejczyka pracował wtedy nad soczewkami skupiającymi światło w niestandardowy sposób. Po obejrzeniu pierwszych +Gwiezdnych Wojen+ naukowcy zaczęli się jednak zastanawiać, czy można by było skupić światło nie w pojedynczym punkcie, ale na prostym odcinku o pewnej długości – tak jak w używanych przez bohaterów mieczach świetlnych. “I udało się!” – wspomina dr Petelczyc.

Wyjaśnia on, dlaczego soczewka typu miecz świetlny nie zrobiła wówczas furory wśród fanów „Gwiezdnych wojen”. „Badacze oglądali +Gwiezdne wojny+ po polsku, a nazwę soczewki przetłumaczyli na angielski dosłownie jako +light sword+. Tymczasem anglojęzyczni fani +Gwiezdnych wojen+ używają nazwy +light saber+ (szabla świetlna)” – tłumaczy dr Petelczyc. Nazwa soczewki – tak bardzo działająca na wyobraźnię w języku polskim – przestawała być zatem czytelna i chwytliwa w języku angielskim.

Sam pomysł na soczewkę to nie wszystko. Potrzebne były dalsze badania, aby takie rozwiązanie w laboratorium wytworzyć. Soczewka ma bowiem dość skomplikowaną geometrię. Dr Petelczyc z zespołem kilka lat temu znalazł na to jednak sposób, dzięki czemu wreszcie – dzięki inicjatywie Aleksandry Fliszkiewicz – mógł powstać miecz świetlny.

JAK DZIAŁA SOCZEWKA?

Tradycyjna soczewka skupia światło w jednym punkcie. A to dlatego, że powierzchnie tradycyjnych soczewek są wycinkami sfer: im bliżej jest do środka soczewki, tym jest ona grubsza. Tymczasem soczewka z PW ma dość osobliwy kształt. Jeśli porównalibyśmy soczewkę do tarczy zegara, to przy każdej godzinie, a nawet minucie, soczewka miałaby nieco inną grubość – skupiałaby światło na innej odległości od powierzchni. W rezultacie światło skupione jest nie w jednym punkcie, ale na całym odcinku na osi soczewki. Niczym w mieczu świetlnym.

Na PW postał laserowy miecz świetlny. Było to możliwe dzięki wykorzystaniu opracowanej tam soczewki o nietypowej geometrii. Fot. Politechnika Warszawska

SOCZEWKA W OKULISTYCE

Taki kształt soczewki może się przydać nie tylko w produkcji zabawkowych mieczy, ale i… w okulistyce – do korekcji wzroku. Ta sama bowiem soczewka ułatwia wyraźne widzenie z każdej odległości. Jej wykorzystanie pomogłoby zwłaszcza osobom, u których – np. z wiekiem – pogorszyła się zdolność akomodacji oka i wyraźnego widzenia z różnej odległości.

Bazując na swoim odkryciu, badacze chcą opracować soczewki kontaktowe. Trwają też testy przedkliniczne implantów wewnątrzgałkowych dla osób po operacji zaćmy. Dzięki wykorzystaniu polskiej soczewki jest nadzieja, że takie osoby mogłoby widzieć wyraźnie obiekty z każdej odległości.

PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala