Arma de haz de partículas - Particle-beam weapon
Un arma de haz de partículas utiliza un haz de partículas atómicas o subatómicas de alta energía para dañar el objetivo al alterar su estructura atómica y / o molecular . Un arma de haz de partículas es un tipo de arma de energía dirigida , que dirige la energía en una dirección particular y enfocada utilizando partículas con masa minúscula. Algunas armas de haz de partículas tienen aplicaciones prácticas potenciales, por ejemplo, como un sistema de defensa antimisiles antibalísticos para los Estados Unidos y su Iniciativa de Defensa Estratégica cancelada . Han sido conocidos por innumerables nombres: phasers , disruptores , pistolas aceleradores de partículas, cañones de iones , haces de protones , rayos, pistolas de rayos , etc.
El concepto de armas de haz de partículas proviene de sólidos principios científicos y experimentos que se están llevando a cabo actualmente en todo el mundo. Un proceso eficaz para causar daño o destruir un objetivo es simplemente sobrecalentarlo hasta que deje de estar operativo. Sin embargo, después de décadas de I + D , las armas de haz de partículas todavía se encuentran en la etapa de investigación y queda por ver si se desplegarán como armas militares prácticas de alto rendimiento o cuándo.
Los aceleradores de partículas son una tecnología bien desarrollada utilizada en la investigación científica durante décadas. Usan campos electromagnéticos para acelerar y dirigir partículas cargadas a lo largo de una ruta predeterminada, y "lentes" electrostáticos para enfocar estas corrientes en caso de colisiones. El tubo de rayos catódicos de muchos televisores y monitores de computadora del siglo XX es un tipo muy simple de acelerador de partículas . Las versiones más potentes incluyen sincrotrones y ciclotrones utilizados en la investigación nuclear. Un arma de haz de partículas es una versión armada de esta tecnología. Acelera las partículas cargadas (en la mayoría de los casos , electrones , positrones , protones o átomos ionizados , pero las versiones muy avanzadas pueden acelerar otras partículas como los núcleos de mercurio ) a una velocidad cercana a la de la luz y luego las dispara a un objetivo. Estas partículas tienen una tremenda energía cinética que imparten a la materia en el objetivo, induciendo un sobrecalentamiento casi instantáneo y catastrófico en la superficie, y cuando penetran más profundamente, efectos de ionización que pueden ser especialmente perjudiciales para la electrónica en el objetivo. Sin embargo, los aceleradores de alta potencia son extremadamente masivos (a veces del orden de kilómetros, como el LHC ), con requisitos de construcción, operación y mantenimiento muy restringidos y, por lo tanto, no pueden armarse con tecnologías presentes o futuras.
Generación de haz
Los haces de partículas cargadas divergen rápidamente debido a la repulsión mutua, por lo que los haces de partículas neutrales se proponen más comúnmente. Un arma de haz de partículas neutras ioniza los átomos ya sea quitando un electrón de cada átomo o permitiendo que cada átomo capture un electrón extra. A continuación, las partículas cargadas se aceleran y se neutralizan de nuevo añadiendo o eliminando electrones posteriormente.
Los aceleradores de partículas de ciclotrón , los aceleradores de partículas lineales y los aceleradores de partículas de sincrotrón pueden acelerar los iones de hidrógeno cargados positivamente hasta que su velocidad se aproxima a la velocidad de la luz , y cada ion individual tiene un rango de energía cinética de 100 MeV a 1000 MeV o más. Entonces, los protones de alta energía resultantes pueden capturar electrones de los electrodos emisores de electrones y, por lo tanto, neutralizarse eléctricamente. Esto crea un rayo eléctricamente neutro de átomos de hidrógeno de alta energía, que puede avanzar en línea recta a una velocidad cercana a la de la luz para estrellarse contra su objetivo y dañarlo.
El haz de partículas pulsadas emitido por tal arma puede contener 1 gigajulio de energía cinética o más. Se pensaba que la velocidad de un rayo que se acercaba a la de la luz (299.792.458 m / s en el vacío) en combinación con la energía creada por el arma negaba cualquier medio realista de defender un objetivo contra el rayo. En 1984 se pensó que el endurecimiento del objetivo a través del blindaje o la selección de materiales era impráctico o ineficaz, especialmente si el rayo podía mantenerse a máxima potencia y enfocado con precisión al objetivo.
Experimentos
La Iniciativa de Defensa Estratégica de Defensa de los Estados Unidos puso en desarrollo la tecnología de un haz de partículas neutrales para ser utilizado como arma en el espacio exterior. La tecnología de acelerador de haz neutro se desarrolló en el Laboratorio Nacional de Los Alamos . Un prototipo de arma de haz de hidrógeno neutro se lanzó a bordo de un cohete de sonda suborbital de White Sands Missile Range en julio de 1989 como parte del proyecto Beam Experiments Aboard Rocket (BEAR). Alcanzó una altitud máxima de 124 millas y operó con éxito en el espacio durante 4 minutos antes de regresar a la Tierra intacta. En 2006, el dispositivo experimental recuperado se transfirió de Los Alamos al Museo Smithsonian del Aire y el Espacio en Washington, DC.