Tulevien Sotien Fysiikka: Infrapunasta Neutriinoihin - Vaihtoehtoinen Näkymä

Sisällysluettelo:

Tulevien Sotien Fysiikka: Infrapunasta Neutriinoihin - Vaihtoehtoinen Näkymä
Tulevien Sotien Fysiikka: Infrapunasta Neutriinoihin - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Tulevien Sotien Fysiikka: Infrapunasta Neutriinoihin - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: Tulevien Sotien Fysiikka: Infrapunasta Neutriinoihin - Vaihtoehtoinen Näkymä
Video: Eyes on the Skies (Full movie) 2024, Saattaa
Anonim

Armeija on aina pitänyt fysiikkaa tapana voittaa vihollinen. Matemaattisiin ja fyysisiin lakeihin perustuvasta ballistikasta on tullut "sodan jumala" Napoleonin sotien jälkeen. Viime vuosisadan aikana atomifysiikka on tarjonnut armeijalle ydinaseita ja lämpöydinaseita. Mutta fyysikoiden potentiaalia ei ole vielä käytetty loppuun. Asiantuntijoiden mukaan uuden tyyppiset aseet ja sotavälineet ovat seuraavaksi linjassa. Kuinka pitkälle tutkijat ovat edenneet täyttäen armeijan toiveet ja mihin periaatteisiin heidän kehitys perustuu, näemme tänään.

Laserista grazeriin

Tieteiskirjailmat, joissa sankarit käyttävät laseraseita, ilmestyivät niin kauan sitten, että jopa sana "blaster", joka tarkoittaa laserpistoolia, näyttää jo olevan jotain täysin vanhanaikaista. Laseraseita ei kuitenkaan koskaan käytetä elokuvan tällä puolella. Oletko unohtanut sen? Ei. Tässä on kaksi aloittavaa lasertekniikan toteutusta.

A-60 on lentävä laboratorio, joka on varustettu megawatin laserlaitteella, joka on luotu sotilaskuljetus Il-76MD: n perusteella. Venäjän ilmailulaserkompleksin tarkoituksena on torjua vihollisen optisia ja elektronisia keinoja. Yksinkertaisesti sanottuna se tuhoaa tutustumissatelliittien optiikan lasersäteellä infrapuna-alueella. Tässä tapauksessa kohteisiin lyöminen avaruudessa on paljon tehokkaampaa kuin maakohteet. Ilmakehän ylemmät kerrokset ovat vähemmän tiheitä ja siten vähemmän lasersäteen sironta. Meillä on jo kokemusta ampumisesta avaruuskohteissa. Vuonna 2009 A-60 "ampui" japanilaiseen geofysikaaliseen satelliittiin Ajisal, lentäen 1500 km korkeudessa. Totta, tämä ei vaurioittanut satelliittia, peitetty kokonaan heijastavilla elementeillä. Hänet ajettiin avaruuteen heijastamaan lasersäteitä,totta ei koulutuskohteena, vaan sen sijainnin määrittämiseksi tieteellisiin tarkoituksiin. On sanottava, että A-60 on varustettu laserilla, jonka alun perin oli tarkoitus sijaita Skif-kiertoradalla. Todennäköisesti tulevaisuudessa laser saattaa edelleen olla kiertoradalla. Tämän vuoden syyskuussa ilmestyi tietoa, että maassamme oli käynnissä työstö uuden lentokoneen torjuntalaserin luomiseksi. Itse laser on valmis. Jää vain mukauttaa se ilma-alukseen.että maassamme on meneillään uuden lentokoneen luominen taistelulaserilla. Itse laser on valmis. Jää vain mukauttaa se ilma-alukseen.että maassamme on meneillään uuden lentokoneen luominen taistelulaserilla. Itse laser on valmis. Jää vain mukauttaa se ilma-alukseen.

A-60

Image
Image

russianplanes.net

Lentokonelaserin luomiseen liittyviä töitä tehtiin Yhdysvalloissa. Ne on nyt lopetettu. Boeing YAL-1, joka on varustettu tehokkaalla aluksella sijaitsevalla laserilla, suunniteltiin torjumaan ballistiset ja risteilyohjukset. Menestyneistä testeistä huolimatta (vuonna 2010 kaksi harjoitusohjetta tuhottiin laserilla) vuonna 2011 projekti lopetettiin. Jopa kun otetaan huomioon se tosiasia, että happi-jodilaserin teho nostettiin yhteen megawattiin, todellisissa taisteluolosuhteissa siitä on silti vain vähän hyötyä. Lasersäteen teho riittää vain raketin ihon lämmittämiseen kriittiseen lämpötilaan, jolloin sen riippumaton tuhoaminen tapahtuu. Mutta jos raketti pyörii lennossa tai se peitetään lämmön suojakerroksella, niin laser on jo hyödytön. Ja vaikka kohde osuisi, ei odoteta mahtavia räjähdyksiä "Tähtien sotaa".

Mainosvideo:

Boeing YAL-1

Image
Image

wikipedia.org

Siitä huolimatta Yhdysvaltain armeijassa laseraseet saattavat näkyä jo vuonna 2025. Armeijan panssaroituihin kuorma-autoihin asetettavissa oleva 10 kilowatin korkeaenerginen lasermoottorikuorma-auto (HELMTT) testattiin Yhdysvalloissa tänä keväänä Oklahomassa sijaitsevassa Fort Sill -sotilastukikohdassa. Asiantuntijoiden mukaan sen laser on riittävän tehokas dronejen ampumiseen ja miinojen tuhoamiseen. Vuoteen 2020 mennessä sen kapasiteettia on tarkoitus kasvattaa 100 kilowattiin. Kevyempiä 2 kilowatin lasereita kehitetään ja suunnitellaan asennettaviksi kevyisiin panssaroituihin henkilöstökantoihin Strykeriin. USA: n merivoimissa on vakava suunnitelma käyttää lasereita. Vuoden 2015 lopulla Yhdysvaltain merivoimat allekirjoittivat sopimuksen Northrop Grummanin kanssa 150 kilovatin laserin kehittämisestä. Laser tykki, jonka kokeellista mallia testataan parhaillaan,sen kapasiteetti on vain 30 kilowattia.

HELMTT

Image
Image

whoswhos.org

On sanottava, että minkä tahansa laserin toiminnan fyysinen perusta on stimuloidun emission ilmiön olemassaolo. Tämän ilmiön seurauksena valo vahvistuu, ja siksi sen käytölle ilmenee uusia mahdollisuuksia laserosoittimista teollisuushitsaukseen. Valo, kuten fysiikasta tiedämme, on ihmisen silmän havaitsema sähkömagneettinen säteily. Sähkömagneettisen säteilyn spektri ei kuitenkaan rajoitu valoon, johon optiikka viittaa myös ultravioletti- ja infrapunasäteilyyn. Optisen alueen ylittäminen tai pikemminkin lyhyemmälle aallonpituusalueelle antaa teoriassa mahdollisuuden luoda tehokkaampia tuhoisia lasereita. Tässä tulisi sanoa, että ensimmäinen "laser" sanan tavanomaisessa merkityksessä oli maser - laite, jossa mikroaaltoja vahvistettiin stimuloidulla säteilyllä.makaa spektrissä infrapunasäteilyn takana. Se luotiin vuonna 1954. Kuusi vuotta myöhemmin ensimmäinen optinen laser ilmestyi. Jatkotyötä suoritetaan röntgen- ja gammasäteilyn suunnassa.

Kylmän sodan aikana Yhdysvalloissa yritettiin perustaa torjunta-röntgenlaseri (Razer). Röntgenmiekkaprojekti nimettiin Excaliburiksi.

Mutta vain sellainen laser vaatii todella fantastista energiaa. Ja se voitiin saada vain ydinräjähdyksestä. Ydinpumpattavan röntgenlaserin testit järjestettiin maaliskuussa 1983 Nevadassa sijaitsevalla koepaikalla. Joidenkin raporttien mukaan vastaavia tutkimuksia tehtiin Neuvostoliitossa. Tulokset eivät kuitenkaan olleet tyydyttäviä. Aikanaan röntgenlaseri yrittää luoda erilaisen tekniikan pohjalta. Tämä on ns. Röntgenvapaa elektronilaser. Mutta sitä on tarkoitus käyttää vain siviilitarkoituksiin. Toistaiseksi joka tapauksessa. Gammalaserit, tai "graseerit" (gammasäteiden vahvistumisesta säteilyä stimuloimalla säteilyllä), ovat jo potentiaalinen supervoimainen ase gamma-alueella. Tutkijat, jotka ovat kehittäneet mahdollisuutta luoda gammalasereita, uskovatettä heidän avullaan on mahdollista suojata maapallo mahdollisilta avaruusuhilta - esimerkiksi asteroideilta, jotka liikkuvat kohti planeettamme. Tällaisen laserin energia on 100–10 000 kertaa optisten lasereiden energia.

Infrapuna-ase

Koko maailman armeijan unelma on vihollisen lyöminen ääniaalloilla, tuhansien sotilaiden toimintakyvyttömyyden tekeminen ilman yhtä luodia tai yksinkertaisesti pakottaminen pakenemaan paniikkia taistelukentältä. Akustisten aseiden käyttö säästää ampumatarvikkeita ja osoittaa näennäistä ihmiskuntaa.

Aivan kuten emme näe suurimpaa osaa sähkömagneettisen säteilyn spektristä, emme myöskään kuule merkittävää osaa äänen värähtelyistä. Ihmiskorva voi yleensä havaita äänivärähtelyt taajuusalueella 16–20 Hz - 15–20 kHz. Tämän alueen alapuolella olevaa ääntä kutsutaan infrapunaksi ja sen yläpuolella ultraääniksi. Se, että korvamme ei pysty kuulemaan infraääntä, ei tarkoita ollenkaan sitä, että kehomme eri elimet eivät “kuule” sitä. Monien kehossamme olevien prosessien värähtelytaajuudet ovat samalla taajuusalueella kuin infrapuna. Kun ne osuvat yhteen, esimerkiksi tahallisen ulkoisen vaikutuksen tapauksessa, pakotettujen värähtelyjen amplitudi kasvaa jyrkästi. Tämä voi johtaa sisäelinten toimintahäiriöihin tai jopa niiden repeämiin. Sydämen tapauksessa seurauksena voi olla kuolema. Kaikki tämä tarjoaa teoreettisen perustan infrapuna-aseiden luomiseen.

Mutta pääsääntöisesti kehitys tapahtuu laittomien aseiden suuntaan. Altistuminen henkilölle, jolla on riittävän voimakas infrapuna, voi yhdessä tapauksessa aiheuttaa ahdistusta, pelkoa ja paniikkia, toisessa - pahoinvointia, korvien soimista, kipua. Joka tapauksessa tämä pakottaa henkilön poistumaan paikasta, jossa aseita käytettiin. Vaikuttaa siltä, että tässä on syytä antaa esimerkkejä käyttöön otetuista infrapuna-aseista tai puhua kokeista. Mutta tietoa tästä on todennäköisesti salaisuus, joka on suljettu seitsemällä sinetillä. He puhuvat siitä, mutta eivät näytä mitään. Ehkä ainoa todellinen esimerkki tällaisen aseen käytöstä on "akustinen pommi", jota Nato käytti Jugoslavian operaation aikana. Sen aiheuttamat erittäin pienet taajuusvaihtelut aiheuttivat paniikkia, mutta vain lyhyen ajan.

Infraäänien aseiden käytöstä usein käydyissä tiedotusvälineissä viitataan tosiasiallisesti muun tyyppisiin akustisiin aseisiin. Tätä käytetään esimerkiksi menestyksellisesti mielenosoitusten hajottamiseen tai Somalian merirosvojen vastaiseen toimintaan. Vahva ääni, jonka taajuus on 2-3 kHz, on erittäin voimakas ärsyttävä ja pystyy hajottamaan vihollisen ja poistamaan sen henkisestä tasapainosta. Mutta toisin kuin infrapunasäteily, se on kuuluvien aaltojen alueella.

Älä unohda, että niin kutsuttu "luonnollinen pelon aalto" on alueella 7-13 Hz. Infrapunasäteellä on paljon alhaisempi absorptioindeksi erilaisissa väliaineissa kuin muissa äänivärähtelyissä, minkä seurauksena infrapuna-aallot leviävät pitkiä matkoja. Infrapuna on ensimmäinen luonnonkatastrofien esiintyjä: maanjäristykset, taifuunit, tulivuorenpurkaukset. Joten maanjäristysten aikana maankuori tuottaa infrapunaäänen, jonka avulla monet eläimet voivat tuntea sen etukäteen ja poistua odotetun katastrofin paikoista tai osoittaa näkyvää ahdistusta, jos ei ole mahdollista poistua. Henkilö ei yleensä pidä tärkeänä odottamatonta ahdistuneisuutta. Tämä luonnollinen piirre on kuitenkin pelon aiheuttavien aseiden ydin. Muuten, infrapuna on yksi todennäköisistä vihjeistä Bermudan kolmion mysteerille.

railgun

Tykille ammuksen alkuperäisen nopeuden teoreettinen raja on noin 2 km / s. Mutta käytännössä se ei ole myöskään saavutettavissa. Suurten nopeuksien uudessa aikakaudella armeija vaatii enemmän tutkijoilta. Ja ehkä, pian, perinteisten tykistökappaleiden sijasta ilmestyy sähkömagneettiset tykit. Rautataide tai raidepistooli, kuten sitä Yhdysvalloissa kutsutaan, on fysiikan kannalta sähkömagneettinen massan kiihdytin. Toinen tällaisen kiihdyttimen tyyppi on "Gauss-ase", mutta tätä laitetta ei pidetä aivan tehokkaana käytännön toteutuksessa.

Rautatieaseiden edut tavanomaiseen tykistöyn nähden ovat tietysti ilmeisiä. Amerikan armeijan kehittäjille asettama tavoite on luoda sähkömagneettinen tykki, joka kykenee kiihdyttämään ammuksen nopeuteen 5,8 km / s. Tällaisen aseen pitäisi kyetä osumaan 5 metrin halkaisijaltaan olevaan tavoitteeseen, joka sijaitsee 370 kilometrin etäisyydellä kuudessa minuutissa. Tämä on 20 kertaa suurempi kuin Yhdysvaltain laivastossa tällä hetkellä käytössä olevien tykistöasemien ampumisaste. Lisäksi on ymmärrettävä, että tällaiset ammukset eivät sisällä räjähteitä, niiden ennennäkemätön panssarin lävistysvoima on vain erittäin suurella nopeudella ammutun ammuksen kineettisessa energiassa. Alukset, joille tällaisten aseiden on tarkoitus sijoittaa, ovat turvallisempia, koska niissä on vähemmän räjähteitä.

Railgun-testit Yhdysvalloissa

Image
Image

wikipedia.org

On sanottava, että raidepistoolista ei tarvitse tulla lelua armeijan käsissä. Kun nopeus saavuttaa 7,9 km / s (ensimmäinen avaruusnopeus), sitä voidaan käyttää satelliittien lähettämiseen maapallon kiertoradalle.

Raiteita kehitetään myös Venäjällä. Ensimmäiset julkiset testit järjestettiin kesällä Venäjän tiedeakatemian korkean lämpötilan yhteisen instituutin Shatura-osastolla. Esittelykokeilla saavutettiin ammusnopeus 3,2 km / s. Mutta kokeissa läsnä olleen Venäjän tiedeakatemian presidentin Vladimir Fortovin mukaan laitteesta saatu maksimimäärä oli 11 km / s. Totta, meidän tapauksessamme tutkijat eivät puhu raidepistoolin sotilaskäytöstä. Fortovin mukaan tiedeakatemian tutkijoilla on kolme tehtävää: hankkia korkeapaineinen järjestelmä ja tutkia maailmankaikkeutta heidän avullaan, suojata planeetta nopeilta avaruuskehoilta ja laittaa satelliitit kiertoradalle.

Lorentzin joukkojen toimintaperiaate raidepistoolissa

Image
Image

wikipedia.org

Kuten nimestä voi päätellä, raidepistooli (sähkömagneettinen ase) käyttää sähkömagneettista voimaa ammuksen kiihdyttämiseen. Kiskopistooli on pari rinnakkaisia elektrodeja (kiskoja), jotka on kytketty voimakkaaseen tasavirtalähteeseen. Ammus, joka on osa sähköpiiriä (johdin), saa kiihtyvyyden Lorentz-voiman takia, työntää sen ulos ja kiihdyttää sitä erittäin suurille nopeuksille.

Vladimir Fortov testaa kotimaista raidepistoolia

Image
Image

novostimo.ru

Neutrino-linkki

Kaikki etäisyydellä tapahtuva tiedonsiirto perustuu yhteen tai toiseen fyysiseen ilmiöön. Radioliikenne käyttää signaalikantajana radioaaltoja, joiden aallonpituus on 0,1 millimetriä. Laserviestinnän kokeilut ovat käynnissä. Se on erityisen kysyttyä tiedon siirtämiseksi avaruudessa. Jos jonain päivänä löydämme takyoneja (jos se on mahdollista) ja voimme laittaa ne palveluumme, silloin takyoni-viestinnästä, joka välittää tietoa superluminal nopeudella, tulee ultra-pitkän matkan avaruusviestinnän perusta. Mutta tämä on jo seuraavan vuosisadan Tähtien sota. Nyt tutkijat kohtaavat enemmän proosaisia tehtäviä, heidän tulisi käsitellä sukellusveneitä.

Neutrino on neutraali perushiukkas, joka kuuluu leptonien luokkaan ja osallistuu vain heikkoon ja painovoimaiseen vuorovaikutukseen. Leptoneihin sisältyy erityisesti elektroni, mutta ei protonia ja neutronia, nämä ovat jo baryoneja. Neutriinin erikoisuus on, että se on erittäin heikossa vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Tämä partikkeli ei maksa mitään lentämistä planeettamme läpi, eikä mikään viivästytä sitä. Viestintään sukellusveneiden kanssa, jotka ovat olleet kuukausien ajan valppaina valtameren syvyyksissä, sellainen viestintä on täydellistä. Merisuolavesi on hyvä häirintä radiosignaaleille. Ja tulla esiin hyväksymään se tarkoittaa antaa viholliselle löytää itsensä. Suhteessa sukellusveneisiin he käyttävät erittäin pitkiä radioaaltoja, joiden pituus on yli kymmenen kilometriä. Maassamme Venäjän laivaston 43. viestintäkeskus (radioasema "Antey") tarjoaa yhteyden sukellusveneisiin. Gigantisen koonsa vuoksi radioasema nimettiin "Goliath". Totta, ei täällä, mutta Saksassa, josta se vedettiin sodan jälkeen pokaalina.

Joten neutriinot pystyvät voittamaan kaikki etäisyydet ja esteet. Vaikka signaalin lähettäminen satelliitin takana olevaan kuun tukikohtaan on välttämätöntä, se kulkee rauhallisesti kuun läpi. Vain tämä positiivinen ominaisuus ei anna tällä hetkellä mahdollisuutta kesyttää tätä hiukkasta kokonaan. Käytännössä ei ole vuorovaikutuksessa aineen kanssa, se ei myöskään sovellu "kaappaamaan" kokonaan. Vielä ei tiedetä, miten neutriinoyhteys toteutuu todellisuudessa. Mutta asiasta on joitain erittäin mielenkiintoisia ehdotuksia. Esimerkiksi Virginia-ammattikorkeakoulun tutkijat ehdottavat aloittamista varten yksisuuntaisen viestinnän sukellusveneiden kanssa. Lähetin on säilytysmusiikkirengas, joka tuottaa neutriinovuon, jonka intensiteetti on 1014 hiukkasta sekunnissa. Läpi planeettamerkityksettömän osan neutriinoista on reagoitava aineen kanssa (vesimolekyylin atomien ytimet), seurauksena muodostuu suurienergisiä kuoneja, jotka puolestaan aiheuttavat heikkoa hehkua vedessä (Cherenkovin säteily). Tämä on mitä herkät valodetektorit rekisteröivät sukellusveneessä.

Neutrino-lähetin - muonirengas

Image
Image

newswise.com

Tällaisen kanavan siirtonopeus on 10 bittiä sekunnissa. Tämä on paljon verrattuna siihen, mitä meillä on nyt. Radiokanavan, joka käyttää erittäin matalaa taajuutta (VLF / VLF) omaa läpimittaa (aallonpituus 10–100 km), kaistanleveys on 50 bittiä sekunnissa. Mutta tällaisen signaalin vastaanottamiseksi sukellusveneen on joko uitava 20 metrin syvyyteen tai vapautettava poiju antennilla pitkällä kaapelilla. Tämä koko menettely lisää sukellusveneen havaitsemisriskiä ja rajoittaa sen ohjattavuutta. Käytettäessä erittäin matalan taajuuden (ELF / ELF) dekamegametriaaltoja (10 000–100 000 km) vene ei välttämättä kellu, mutta signaalin siirtonopeus on vain 1 bitti minuutissa.

Sergey Sobol