¿Podría este joven usar su pistola láser para aturdir a un oponente? Vea más imágenes láser. Lambert / Hulton Archive / Getty Images Es posible que los hayas visto en "Star Wars, " "Star Trek, "y otras películas y programas de ciencia ficción. Los cazas X-wing, la estrella de la muerte Millennium Falcon y Enterprise utilizaron armas láser en grandes batallas ficticias para conquistar y / o defender el universo. Y las naves espaciales no son las únicas que transportan calor láser. Han Solo y otros llevaron el desintegrador en "Star Wars". Y el Capitán Kirk y otro personal de la Flota Estelar usaron phasers en "Star Trek". Todas estas armas usaban energía dirigida, en forma de rayo láser, para desactivar o matar a un oponente.
Pero, ¿cuáles son las ventajas de utilizar un láser como arma? ¿Es siquiera posible? ¿Podrías usar tal arma para aturdir a un oponente? Estas preguntas están siendo abordadas por la Dirección de Energía Dirigida del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea. Este programa está desarrollando láseres de alta energía, tecnologías de microondas y otros sistemas de armas futuristas, tales como el Láser aerotransportado y el PHaSR .
Los láseres y otras armas de energía dirigida tienen muchas ventajas sobre las armas de proyectiles convencionales como balas y misiles:
La Fuerza Aérea ya ha desarrollado tres sistemas de armas que se están probando y, en algunos casos, usó. Estos sistemas incluyen el láser aerotransportado (láser táctico avanzado), el PHaSR y el Sistema de negación activo . Siga leyendo para descubrir cómo funcionan los láseres y estos sistemas de armas.
Galería de videos:Láseres
Las amenazas del ántrax en Nueva York y Florida hace unos años subrayaron la necesidad de una detección rápida de armas biológicas. Los científicos han desarrollado una nueva técnica láser que podría detectar el ántrax en tiempo real. Vea cómo funcionan los láseres de ántrax y la tecnología de riesgo biológico en este video de ScienCentral.
Investigadores de Intel y la Universidad de California, Santa Bárbara demostró el primer láser de silicio híbrido accionado eléctricamente del mundo, abordar uno de los últimos obstáculos para producir a bajo costo, chips fotónicos de silicio altamente integrados para su uso dentro y alrededor de PC, servidores y centros de datos.
Lee masContenido
Esta cortadora industrial utiliza láseres para realizar el trabajo. Dick Luria / Photodisc / Getty Images En su forma más básica, un láser es una fuente de luz. Para entender cómo puede convertirse en un arma, Es útil pensar en qué se diferencia de las fuentes de luz que te rodean todos los días. Comience con una bombilla incandescente ordinaria. La bombilla envía ondas de luz en todas direcciones. Estas olas como olas en el agua, tengo picos y comederos , o puntos altos y puntos bajos. Si pudieras ver cada onda de luz proveniente de una bombilla incandescente, verías muchos picos y valles al mismo tiempo. También hay muchos frecuencias , o colores, de luz procedente de una bombilla, y todos se combinan para crear lo que parece luz blanca.
Ahora, piense en una linterna. El haz de una linterna está más enfocado que el que proviene de una bombilla desnuda. La mayor parte de su luz viaja en una dirección, dependiendo de dónde apunte la linterna. Todavía hay muchas frecuencias de luz que se combinan para crear luz blanca, y los picos y valles de las diferentes ondas de luz pasan en diferentes momentos.
Un láser está aún más enfocado que una linterna. Crea solo una longitud de onda, o color, de luz. Los picos y valles de las ondas de luz también son sincronizado pico a pico y valle a valle. Esto significa que las diferentes ondas no interfieren entre sí. Esta luz viaja solo en una dirección. El haz de luz puede enfocarse con precisión y permanecer así a grandes distancias. Los láseres pueden producir luz de tremendos poderes (1, 000 a 1 millón de veces más fuerte que una bombilla normal). Varios tipos de láseres pueden producir varias longitudes de onda de luz, desde el rango infrarrojo a través de las longitudes de onda visibles hasta el rango ultravioleta.
La luz es básicamente energía en movimiento. Un láser produce una energía muy intensa que puede viajar a distancias muy largas. Es por eso que un láser puede convertirse en un arma, mientras que la luz de una bombilla incandescente normalmente no puede.
Para hacer esto, un láser tiene que producir luz de una forma no convencional. "Laser" significa amplificación de luz por emisión estimulada de radiación . En otras palabras, un láser produce luz estimulando la liberación de fotones , o partículas ligeras. Un láser necesita cuatro partes básicas para hacer esto:
El proceso de láser se trata de almacenar y liberar energía. Una fuente de energía inyecta energía en el medio láser. La energía excita electrones, que se mueven hacia niveles de energía más altos. Cuando los electrones se relajan, ellos emiten fotones . Los fotones se mueven hacia adelante y hacia atrás entre los espejos, excitando otros electrones a medida que avanzan. Esto produce poderosos, luz enfocada.
Próximo, comenzaremos a ver algunos de los láseres que se utilizan para el ejército.
Ilustración de un láser de electrones libres. Un haz de electrones se envía a través de un ondulador, una matriz de imanes con polos norte y sur alternados. El campo magnético en el ondulador obliga a cada grupo de electrones a oscilar hacia adelante y hacia atrás, haciendo que emitan un rayo de luz similar a un láser. Imagen cortesía de Flavio Robles / Oficina de Servicios Creativos, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Hay muchos tipos diferentes de láseres:
Hay varios láseres que se utilizan actualmente con fines militares. Uno que está siendo investigado y desarrollado es el láser de electrones libres (FEL). En los 1970s, El físico de Stanford John Madey inventó y patentó el FEL, que consta de un inyector de electrones, un acelerador de partículas y un magnético ondulador o wiggler . Funciona así:
Los FEL se han utilizado para producir luz infrarroja de alta energía y rayos X de sincrotrón con fines de investigación. El FEL también fue un láser de interés para la Iniciativa de Defensa Estratégica del Departamento de Defensa (el programa "Star Wars" del presidente Reagan). Recientemente, la Escuela de Posgrado Naval de EE. UU. adquirió el FEL original de Madey desarrollado en la Universidad de Stanford, para utilizar en la investigación militar.
En 1977, la Fuerza Aérea de los EE. UU. láser químico de oxígeno y yodo (BOBINA). La fuente de energía de la BOBINA es una reacción química, y el medio láser es yodo molecular. Así es como funciona:átomos, calor y subproductos, incluyendo vapor de agua y cloruro de potasio.
El láser COIL se utiliza a bordo del Airborne Laser de la Fuerza Aérea, del que hablaremos a continuación.
Airborne Laser de la Fuerza Aérea es un avión equipado con un láser químico. Está diseñado para derribar misiles en un vuelo temprano. Foto cortesía de Kirtland AFB / U.S. Fuerza Aerea En la Guerra del Golfo Las fuerzas de Saddam Hussein dispararon misiles SCUD contra las bases de Israel y Estados Unidos en el Medio Oriente. El sistema de defensa antimisiles Patriot se implementó para proteger los intereses estadounidenses. Los misiles Patriot pueden destruir los misiles entrantes en su camino descendente, pero ¿y si pudieras atraparlo antes y destruir el misil durante su fase de impulso (el camino ascendente cerca de su origen)? Eso es lo que la Fuerza Aérea de los EE. UU. Láser aerotransportado (ABL) está diseñado para hacerlo:lo está desarrollando Boeing, Contratistas de Northrup Grumman y Lockheed Martin.
El ABL está montado en un jumbo jet Boeing 747 modificado. Consta de cuatro láseres, óptica adaptativa avanzada, sensores, y computadoras para ubicar, rastrear y destruir misiles. Funciona así:
Todas las operaciones están coordinadas por computadora.
La Fuerza Aérea está probando actualmente el ABL y dice que su alcance es del orden de cientos de kilómetros. El ABL requerirá una tripulación de seis cuando esté en pleno funcionamiento, y llevarán gafas de seguridad especiales para proteger sus ojos de posibles reflejos de los rayos por las gotas de agua en el aire.
Los láseres de alta energía como los desarrollados para ABL se están diseñando y desarrollando para su uso en tierra y mar. Estos láseres estarían montados en camiones o barcos y serían capaces de derribar misiles entrantes, proyectiles de artillería y posiblemente aviones enemigos.
El sistema de negación activa dirige frecuencias de radio milimétricas a un objetivo y provoca una intensa sensación de ardor. Foto cortesía del Departamento de Defensa de EE. UU. Ahora sabemos que los láseres de alta energía se utilizan para derribar misiles, pero ¿tienen usos no letales? ¿también? Si. De hecho, uno de estos sistemas ha sido probado y pronto estará operativo. Se llama el Sistema de negación activo (ANUNCIOS). El ADS no es un láser, sino un generador de radiofrecuencia de alta energía montado en un camión y una antena direccional. Un generador en el interior crea un 95 GHz onda milimétrica . (Las ondas milimétricas tienen longitudes de onda de 1 a 10 milímetros y frecuencias de 30 a 300 GHz.) La antena direccional enfoca las ondas milimétricas y permite al operador apuntar el haz. El haz milimétrico penetra la piel de cualquier persona en su camino a una profundidad de 1/64 de pulgada, aproximadamente del grosor de tres hojas de papel. Como un horno de microondas, la energía del rayo calienta las moléculas de agua en el tejido de la piel y provoca una intensa sensación de ardor. El rayo no daña permanentemente porque no penetra muy lejos, y cuando una persona se sale de la viga, la sensación desaparece (consulte Cómo funcionarán los rayos de dolor militares).
Suponga que puede aturdir o distraer momentáneamente a un oponente. La Fuerza Aérea ha desarrollado un dispositivo que hará precisamente eso:el Respuesta de estimulación y detención del personal (PHaSR). El PHaSR incorpora dos láseres de diodo de baja potencia, uno visible y otro infrarrojo. Tiene aproximadamente el tamaño de un rifle y puede ser disparado por una persona. La luz láser distrae o "deslumbra" temporalmente a la persona objetivo sin cegarla.
El Departamento de Defensa también está desarrollando otros dispositivos de distracción óptica que podrían dañar temporalmente la visión de un objetivo.
No es necesario ser un fanático de la ciencia ficción para preguntarse si hay armas láser personales en el mercado para civiles. ¿Quizás algo como los que ves en los programas de ciencia ficción? ¿Puede una persona promedio comprar o construir uno? Una empresa llamada Information Unlimited anuncia una pistola de rayos láser. Después de firmar una declaración jurada de equipos peligrosos y comprar los planos, puede comprar el hardware y montar su propia pistola láser.
La Respuesta de Estimulación y Detención del Personal (PHaSR) es un sistema de armas láser del tamaño de un rifle que utiliza dos longitudes de onda láser no letales para disuadir a un adversario. Foto cortesía de Kirtland AFB / U.S. Fuerza Aerea La pistola de rayos láser de Information Unlimited es un láser de estado sólido que utiliza una lámpara de destello como cebador de energía y una varilla de vidrio de neodinio como medio láser. Funciona de forma muy similar al láser de rubí descrito en Cómo funcionan los láseres. Requiere 12 voltios de corriente continua, que proviene de pilas AA. Emite luz infrarroja de 1,06 micrómetros de longitud de onda en pulsos cortos de 3 julios para un total de 500 julios de energía. El rayo se enfoca con un lente colimadora , que endereza las vigas y las hace paralelas. Está clasificado como un láser peligroso de clase IV, y la compañía afirma que es capaz de hacer agujeros en la mayoría de los materiales (los láseres infrarrojos pueden hacer estas cosas). Por lo tanto, es posible que no desee comprar uno para el cumpleaños de su hijo de 9 años.
Para obtener más información sobre las armas láser, eche un vistazo a los enlaces de la página siguiente.
