Solo : les blasters de Star Wars à l'épreuve de la physique

Il est une galaxie lointaine, très lointaine, où les héros et les grandes aventures ne manquent pas. Cela, Disney l'a bien compris : maître de l'univers Star Wars depuis le rachat de Lucasfilm en 2012, le studio explore dans un nouveau film la jeunesse pleine de péripéties d'un personnage emblématique de la saga, Han Solo. Au rendez-vous : une course-poursuite en « landspeeders », la rencontre explosive entre Han et Chewbacca, ou encore le fameux raid de Kessel en douze parsecs à bord du Faucon Millenium !

Sobrement intitulé Solo, ce nouveau Star Wars est aussi le théâtre de scènes de combat foudroyantes, non pas à coups de sabres laser mais de tirs de blaster. Cette arme mystérieuse aux fausses allures de pistolet laser a titillé la curiosité de Martin Archer, physicienphysicien spécialiste des plasmas à la Queen Mary University of London et grand fan de la saga. Il a voulu en percer les secrets et sa quête, comme il l'explique à Futura, l'a conduit à favoriser la piste des très mystérieux et très énergétiques plasmas...

Les « pistolets laser » seraient-ils des canons à plasma ?

À première vue, les blasters tirent des rayons brillants et colorés semblables à des lasers. Mais comme souvent, les apparences peuvent être trompeuses. « Des lasers ne fonctionneraient pas dans la réalité : la physique ne colle pas », déclare à Futura Martin Archer. Dans une de ses nombreuses vidéos, ce physicien très attaché à la communication des sciences précise que si les blasters produisaient des faisceaux laser, autrement dit des rayons lumineux, ceux-ci devraient se déplacer à la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière. Or, c'est loin d'être le cas dans les films puisqu'on peut les voir foncer à travers les airsairs.

Heureusement, tout n'est pas perdu : « les tirs de blasters doivent être des massesmasses de plasma, » révèle Martin Archer. Cet état de la matièreétat de la matière constitué d'un gazgaz extrêmement chaud de particules ionisées a cependant la fâcheuse tendance de se dissiper rapidement dans l'air. « La clé, c'est de garder les plasmas confinés, en général par un champ magnétiquechamp magnétique externe. L'autre force qui en est capable est la gravitégravité, sauf qu'il faudrait un système de la taille d'une étoileétoile ! » Il est donc plus raisonnable de miser sur la première méthode, ce qui se fait dans les tokamaks, comme IterIter, où l'on cherche à entretenir une fusionfusion thermonucléaire, grâce à des aimantsaimants géants, exploitant la supraconduction.

Mais pour créer des projectiles dignes de l'arme de Star Wars, des aimants ne seraient pas vraiment utiles. Il faudrait trouver un moyen de les maintenir autour du plasma tout le long du trajet jusqu'à la cible. « Il existe des structures qui fonctionnent : les sphéromaks » révèle cependant Martin Archer à Futura. Moins connu que celui des tokamaks, ce procédé exploite une propriété inhérente aux plasmas au lieu de recourir à des aimants. En effet, étant ionisés, les plasmas sont conducteurs : l'astuce consiste donc à générer des courants électriquescourants électriques en leur sein, lesquels produisent à leur tour le champ magnétique tant désiré.

Dans sa vidéo, Martin Archer présente une technologie basée sur le principe du sphéromak : le canon à plasma. Il fonctionne globalement de la même façon qu'un canon électrique, à l'exception près que le projectile est un gaz au lieu d'un solidesolide. Deux rails parallèles conducteurs, ou électrodesélectrodes, ionisent le gaz et y induisent des courants électriques, puis un champ magnétique. « Le champ magnétique auto-entretenu ainsi généré garde le plasma confiné suffisamment longtemps pour qu'il fuse dans l'air sans se dissiper », précise le physicien.

L’arme ultime de l'univers Star Wars ?

Ce canon à plasma semble trop étonnant pour être vrai. Pourtant, il n'est pas imaginaire. « Je pensais que c'était de la fiction, s'étonne également Martin Archer. Mais à ma grande surprise, les États-Unis étudient les canons à plasma depuis les années 1970. Ces recherches sont aujourd'hui classées, mais elles ont montré que la technologie marche. » Et c'est peu dire : le canon à plasma s'avère redoutablement puissant. Il peut propulser à des vitesses de 200 km/s des masses de plasmas atteignant une température de six millions de degrés, soit mille fois plus élevée que la surface du SoleilSoleil !

À l'époque, les Américains ont imaginé ce dispositif comme une technologie de défense capable de perturber les composants électroniques des missilesmissiles. Mais dans Star Wars, « c'est plutôt la température que les propriétés électromagnétiques du plasma qui inflige des dommages, estime le physicien. Aucun matériaumatériau connu ne peut l'arrêter. »

Si l'arme fétiche de Han Solo est effectivement un canon à plasma, ses ennemis ont donc de quoi trembler. « Ils ne pourraient pas se protéger, même pas avec des sabres laser », prévient Martin Archer. Car les lames, tout comme les projectiles des blasters, ne peuvent être des lasers, auquel cas les rayons lumineux se croiseraient sans s'entrechoquer. En revanche, il pourrait s'agir à nouveau de plasmas ingénieusement confinés par un champ magnétique.

Or, cela pose un sérieux problème : quand deux plasmas se rencontrent, ils se combinent inévitablement en explosant. Mais tandis que le porteur d'un sabre laser sera anéanti, Han Solo muni de son fidèle blaster, une arme à distance, a l'avantage d'être placé bien en sécurité loin de l'explosion. Et dans le nouveau Star Wars, il a tout intérêt à rester sain et sauf en effet, pour pouvoir accomplir le légendaire raid de Kessel.

Solo : A Star Wars Story, réalisé par Ron Howard, est sorti au cinéma le 23 mai 2018.