Der Schild von Captain America ist bekannt dafür, riesige Mengen kinetischer Energie zu absorbieren, beispielsweise von einer Artilleriegranate oder einem Schlag des Hulk, weshalb der Captain nicht nur sicher ist, sondern sogar auf den Beinen bleibt. Was geht hier vor?
Es ist schwierig, die Funktionsweise des Schildes zu erklären – zum Teil deshalb, weil er sich unter verschiedenen Umständen anders verhält. Manchmal wird der Schild geworfen und bleibt in einer Wand stecken, aber manchmal prallt er von Wänden ab und fliegt wild hin und her. Manchmal scheint der Schild immense Kräfte spielend zu absorbieren, aber manchmal wird er durch Angriffe von Captain Americas stärksten Feinden beschädigt.
„Aus einer wissenschaftlichen Perspektive ist es allerdings wichtig, sich daran zu erinnern, dass wir über den ersten Hauptsatz der Thermodynamik sprechen“, sagte Suveen Mathaudhu, ein Programmmanager an der Abteilung für Materialwissenschaften am U.S. Army Research Office, Assistenzprofessor für Materialwissenschaften an der North Carolina State University und großer Comic-Fan. „Energie wird bewahrt. Sie verschwindet nicht, sondern ändert nur ihre Form.“
„Wenn große Energiemengen – etwa ein Schlag mit Thors Hammer – den Schild des Captains treffen, muss diese Energie irgendwohin.“ Normalerweise müsste diese Energie entweder gespeichert oder in Wärme oder Schall umgewandelt werden. Aber Comic-Leser und Kinogänger wissen, dass der Schild des Captains üblicherweise keine Hitzewellen oder dröhnende Schreie abgibt (die Schockwelle von Thors Hammer im Film The Avengers mal ausgenommen).
„Das Fehlen von Wärme und Schall bedeutet, dass die Energie irgendwie absorbiert werden muss. Die atomaren Bindungen in dem Schild, welches aus Vibranium besteht, müssen imstande sein, die Energie auf irgendeine Weise zu speichern“, sagte Mathaudhu. In den Comics deutet kein Geringerer als Molecule Man an, dass etwas an der Molekularstruktur des Schildes „die verrückteste von allen“ sei. Basierend auf seinen Beobachtungen erläuterte Mathaudhu, dass der Schild im Grunde genommen wie eine Batterie agiere. (Die elementare Energiequelle, die Tony Stark im Film Iron Man 2 „entdeckt“, ist ebenfalls Vibranium.)
Aber der Schild scheint auch als ein Kondensator zu agieren und große Energiemengen sehr schnell handhaben zu können. Stark vereinfachte Erklärung: Kondensatoren wie der Blitz an einem Smartphone absorbieren Energie schnell und setzen sie schnell frei. Batterien wie – nun ja – Batterien absorbieren Energie in kontrollierten Raten und setzen sie in kontrollierten Raten wieder frei. Das bedeutet, dass der Schild des Captains ein Superkondensator ist und als eine Kreuzung aus Batterie und Kondensator funktionieren kann (vielleicht Vibraniumatome, die sich ähnlich wie Graphen anordnen?).
Aber wie setzt der Schild all die gespeicherte Energie frei? „Wenn die Energie in den Bindungen zwischen den Atomen des Schildes gespeichert wird, könnte das die Veränderlichkeit der physikalischen Eigenschaften des Schildes erklären“, sagte Mathaudhu.
Seine superkondensatorähnliche Natur erklärt möglicherweise, woher der Schild die Energie bekommt, die er für das Abprallen von mehreren Oberflächen benötigt, bevor er in die Hand des Captains zurückkehrt (wie er es oft in den Comics tut). Sie erklärt auch, wie der Schild in der Lage sein kann, genug Energie auf einmal freizusetzen, um in den superstarken bionischen Arm des Winter Soldier zu schneiden (wie es im neuesten Captain-America-Film gezeigt wird).
Ein Teil gründet natürlich auf der Kraft des Captains, aber der Schild selbst scheint auch eine Rolle zu spielen. Könnten winzige Atome wirklich diese Art von Energie enthalten? Es ist wichtig, sich vor Augen zu halten, wie viel Energie in Atombindungen steckt: Sowohl die Atombombe als auch konventionelle Kernenergieeinrichtungen gewinnen ihre Energie aus der Spaltung von Atomen. Und wir alle sind mit den alltäglichen technologischen Beispielen vertraut, die kinetische Energie in gespeicherte Energie umwandeln. Dazu gehören unter anderem Schwungräder oder Generatoren, die die Reibung der Bremsen nutzen, um die Batterien eines Autos aufzuladen.
Wie es in Comics oft der Fall ist, gibt es hier einen wissenschaftlich wahren Kern – der Schild von Captain America geht damit nur einen Schritt weiter.
Quelle: http://web.ncsu.edu/abstract/science/captain-americas-shield/
(THK)
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