Arma de haz de partículas

Un arma de haz de partículas utiliza un haz de alta energía de partículas atómicas o subatómicas para dañar el objetivo alterando su estructura atómica y/o molecular . Un arma de haz de partículas es un tipo de arma de energía dirigida espacial que dirige energía concentrada hacia un objetivo mediante partículas a escala atómica. Algunas armas de haz de partículas tienen aplicaciones prácticas potenciales, por ejemplo, como sistema de defensa o detección de misiles antibalísticos . Se las conoce con diversos nombres: cañones aceleradores de partículas, cañones de iones , haces de protones , rayos, pistolas de rayos , etc.

El concepto de armas de haz de partículas se basa en sólidos principios y experimentos científicos. Un método consiste simplemente en sobrecalentar un objetivo hasta que deje de funcionar. Sin embargo, tras décadas de investigación y desarrollo , las armas de haz de partículas siguen en fase de investigación, y aún está por verse si se desplegarán como armas militares prácticas y de alto rendimiento, y cuándo.

Los aceleradores de partículas son una tecnología muy desarrollada que se utiliza en la investigación científica. Utilizan campos electromagnéticos para acelerar y dirigir partículas cargadas a lo largo de una trayectoria predeterminada, y un sistema de lentes magnéticas para enfocar estos haces sobre un objetivo. El tubo de rayos catódicos presente en muchos televisores y monitores de ordenador del siglo XX es un tipo muy sencillo de acelerador de partículas . Versiones más potentes incluyen los sincrotrones y ciclotrones utilizados en la investigación nuclear. Un arma de haz de partículas es una versión militarizada de esta tecnología. Acelera partículas cargadas (en la mayoría de los casos electrones , positrones , protones o átomos ionizados , aunque las versiones más avanzadas pueden acelerar otras partículas como núcleos de mercurio ) a velocidades cercanas a la de la luz y luego las dirige hacia un objetivo. La energía cinética de las partículas se transfiere a la materia del objetivo, induciendo un sobrecalentamiento casi instantáneo y catastrófico en la superficie, y al penetrar más profundamente, los efectos de ionización pueden alterar o destruir los dispositivos electrónicos. Sin embargo, muchos aceleradores utilizados en física nuclear de alta energía son bastante grandes (a veces del orden de kilómetros de longitud, como el LHC ), con requisitos de construcción, operación y mantenimiento muy estrictos. Si un acelerador se va a desplegar en el espacio, debe ser ligero y robusto.

Los haces de partículas cargadas divergen naturalmente debido a la repulsión mutua y son desviados por el campo magnético terrestre. Los haces de partículas neutras (NPB) pueden mantenerse mejor enfocados y no están sujetos a la desviación del campo magnético terrestre. Los haces de partículas neutras se ionizan, se aceleran mientras están ionizados y luego se neutralizan antes de salir del dispositivo. Los haces neutros también reducen la carga de la nave espacial .

Los aceleradores de partículas pueden acelerar iones de hidrógeno con carga negativa a velocidades cercanas a la de la luz . Cada ion tiene un rango de energía cinética de 100 a más de 1000 MeV . Los iones de hidrógeno negativos de alta energía resultantes pueden neutralizarse eléctricamente extrayendo un electrón por ion en una celda neutralizadora. ^{[ 1 ]} Esto crea un haz 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 alcanzar el objetivo.

El haz emitido puede contener más de 1 gigajulio de energía cinética . Se creía que la velocidad del haz, cercana a la de la luz, combinada con la energía depositada en el objetivo, anularía cualquier defensa efectiva. En 1984, se consideraba que el endurecimiento del objetivo mediante blindaje o selección de materiales era poco práctico o ineficaz, ^{[ 2 ]} especialmente si el haz podía mantener su máxima potencia y un enfoque preciso en el objetivo. ^{[ 3 ]} También se podrían utilizar haces de partículas neutras con una potencia mucho menor para detectar armas nucleares en el espacio de forma no destructiva. ^{[ 4 ]}

La Iniciativa de Defensa Estratégica de EE. UU . desarrolló un sistema de haz de partículas neutras para ser utilizado como arma o detector de armas nucleares en el espacio exterior. ^{[ 5 ]} La tecnología de aceleradores de haz de partículas neutras se desarrolló en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México . Un prototipo de acelerador lineal NPB fue lanzado a bordo de un cohete suborbital Aries en julio de 1989 como parte del proyecto Beam Experiments Aboard Rocket (BEAR). ^{[ 6 ]} Alcanzó una altitud máxima de más de 200 km y operó con éxito de forma autónoma en el espacio antes de regresar a la Tierra intacto. En 2006, el acelerador BEAR fue transferido de Los Alamos al Museo Nacional del Aire y el Espacio Smithsonian en Washington, D.C. ^{[ 7 ]}

• Arma antisatélite
• Cúpula Dorada (sistema de defensa antimisiles)
• Pistola de rayos

• David, Leonard (11 de enero de 2006). "Armas de rayos casi listas para la batalla" . NBC News .

• 50 años de radiación | Laboratorio Nacional de Los Alamos

• El Centro Científico de Neutrones de Los Álamos: en cifras | LANL