Una introducción al impacto de las armas de antimateria
Pero el hecho es que los humanos han podido crear antimateria, y la aniquilación no produce radiación ni contaminación, por lo que las bombas de antimateria evitarán el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares. Y los países pueden utilizar esta súper bomba a voluntad en conflictos locales, que es 10.000 veces más poderosa que una bomba atómica.
¿Películas, juegos o realidad?
"Ángeles y Demonios" es una película comercial muy pobre y con un nombre muy apropiado. Sí, el verdadero protagonista de la película no es Tom Hanks o Ewan McGregor, sino una súper bomba llamada "Sol Artificial", que es mucho más poderosa que la fusión nuclear: la antimateria. ¿Qué significa esta energía más allá de la imaginación humana para el futuro del mundo? ¡Ángeles y demonios!
La película expone horriblemente al público una misteriosa arma antimateria. De hecho, Ángeles y demonios no es la primera exhibición de esta misteriosa arma. Hace unos años, en la barra de opciones de armas aliadas del juego de ordenador "Red Alert 3", había un arma especial: el desintegrador de protones, que era una de las favoritas de los jugadores. La exageración mediática está desvelando lentamente el misterio de la antimateria.
Sin embargo, lo que realmente hizo que las armas antimateriales fueran el foco de atención militar en varios países fue una deducción informática diseñada por el ejército estadounidense. No es un juego, no es una película, es un avance de una muy posible guerra futura. Este ejercicio de simulación por computadora cuyo nombre en código es "Anti-Material Attack-2008" no es ninguna novedad, pero ya se ha convertido en un tema candente: en 201X, un agente (estadounidense) se coló en el estado mayor del enemigo, llevando un tiempo antimateria en miniatura. bomba con él y colocándola en el baño, detonada tras la evacuación. El edificio militar y sus dependencias pronto se derrumbaron. Posteriormente, otra bomba de pulso antimateria detonó sobre la red eléctrica y de comunicaciones del país, paralizando completamente las actividades militares y sociales del país... Los generales del Pentágono observaron y exclamaron: "¡Unos pocos gramos de bombas antimateria pueden destruir toda la tierra! " ”
Algunas personas no están de acuerdo con esto y creen que se trata de un truco común utilizado por Estados Unidos para engañar al mundo con el fin de consolidar su hegemonía mundial en una crisis económica. Sin embargo, no hay duda de que los científicos están intentando crear antimateria mediante colisiones de alta energía en aceleradores de partículas de todo el mundo. Ya no será un mito que este nuevo tipo de bomba "mate" una ciudad sin ninguna señal o advertencia. Quienes no conocen la verdad no pueden dar una explicación razonable y convincente de tal desastre. Si esta ciudad es la capital del país, significa que las capacidades de guerra moderna de todo el país serán fácil y completamente destruidas.
El Departamento de Defensa de Estados Unidos tiene una organización secreta de alto nivel llamada Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), que es la principal responsable del desarrollo de varias armas nuevas para uso futuro. El laboratorio de esta organización desarrolla nuevos conceptos de armas que subvertirán la imaginación de todos sobre las armas de destrucción masiva. Tienen una serie de nombres misteriosos y deslumbrantes, como armas de plasma, armas solares, armas genéticas, armas climáticas, armas sísmicas, etc. El "asesino" más feroz mencionado en el artículo anterior logró un "gran avance" en un instituto de investigación afiliado a la Fuerza Aérea de los EE. UU. Esta arma, que originalmente estaba fuera de los sueños y era similar a las leyendas religiosas, también se ha convertido en una realidad. . se volvió posible.
"Aniquilación"
Como muchas armas futuras, el concepto de antimateria debe estar incrustado en partículas invisibles.
Atribuimos varios objetos macroscópicos de la naturaleza a su origen microscópico. Todos ellos están compuestos por protones, neutrones y electrones. En 1928, Paul Dirac, profesor de la Universidad de Cambridge en Reino Unido, propuso mediante cálculos matemáticos que los electrones tienen dos formas. Además de los electrones con carga negativa, también hay electrones con carga positiva. Los electrones con carga negativa se llaman positrones y los electrones con carga positiva, antielectrones. En aquel momento la gente no se lo tomó en serio, pero dos años más tarde, experimentos científicos demostraron que la teoría de Dirac era correcta. Este fue el primer paso en la comprensión de la antimateria por parte de la gente. En la década de 1950, con el descubrimiento de los antiprotones y antineutrones, la gente empezó a darse cuenta claramente de que cualquier partícula fundamental en la naturaleza tiene una antipartícula correspondiente.
En física de partículas, la antimateria es una extensión del concepto de antipartículas, que está formada por antipartículas al igual que la materia ordinaria está formada por partículas ordinarias.
La teoría especial de la relatividad de Einstein nos dice que la masa y la energía son equivalentes. Por lo tanto, todo en el mundo tiene la propiedad de "el sexo similar se repele y el sexo opuesto se atrae". Lo mismo ocurre con la antimateria. Una vez que encuentren materia positiva, "rápidamente se combinarán y aniquilarán entre sí". Este tipo de "aniquilación" no es la desaparición de la materia positiva y negativa, sino la liberación de toda su masa en energía. Según la relación masa-energía de Einstein, E=mc2, se puede calcular la energía liberada: la energía liberada por la aniquilación de 1 mg de antimateria alcanza los 1.800 millones de julios, es decir, mil millones de veces la de los explosivos ordinarios y mucho más potente que las bombas atómicas. y bombas de hidrógeno.
Entonces, ¿qué tipo de imagen podemos ver en el momento en que las armas antimateria sean "aniquiladas"? Me temo que los humanos lo han visto. En la madrugada del 30 de junio de 1908, se produjo repentinamente una explosión sin precedentes en el bosque de la región de Tunguska en Siberia, en el Imperio Ruso. Su poder equivalía a la explosión de 1.000 bombas atómicas, y ciudades y bosques en un radio de cientos de kilómetros cuadrados fueron destruidos instantáneamente. A falta de una explicación más razonable, la gente especula que el culpable probablemente sea un meteorito de antimateria del espacio exterior, que se combinó con materia positiva sobre el río Tunguska y liberó una gran cantidad de energía, provocando un desastre.
Colisionadores de partículas y búsqueda espacial
En el ámbito del universo que podemos observar, la antimateria no ha sido descubierta hasta el momento. Es decir, la antimateria no se puede encontrar en la naturaleza. Entonces, si quieres obtener antimateria, solo puedes crearla artificialmente en un laboratorio o buscarla en el espacio.
Lo cierto es que con la tecnología actual de la humanidad ya se puede producir antimateria instantánea. 1996 65438 En octubre, científicos europeos utilizaron un colisionador de partículas para obtener nueve átomos de antihidrógeno, pero después de tres milmillonésimas de segundo se dispersaron en antiprotones y antielectrones, pero esto demostró aún así que el hombre es capaz de crear antimateria. Las antipartículas artificiales tienden a ser inestables y su desarrollo es prohibitivamente caro. Se estima que extraer cada 100 mil millones de gramos costaría 6 mil millones de dólares. Debido a la gran dificultad técnica, las principales empresas armamentísticas europeas y americanas buscan desarrollar conjuntamente armas antimateria. Aun así, debido al enorme consumo de fondos y al escaso efecto, la oposición ha sido interminable y de vez en cuando también se han escuchado rumores de suspensión de experimentos relacionados. Por supuesto, de hecho, Estados Unidos nunca ha dejado de desarrollar armas antimateria.
Entonces, ¿existe antimateria real en el espacio exterior para uso humano? En 1979, los científicos estadounidenses colocaron un enorme globo de 60 pisos a 35 kilómetros del suelo. El globo lleva muchos instrumentos de detección muy sensibles. Como resultado, cazó 28 antiprotones a gran altura. Esta es la primera vez que se descubre antimateria fuera de la Tierra. En teoría, hay innumerables partículas de alta velocidad en el vasto universo, que son como un acelerador natural. Se puede construir un dispositivo de recolección a gran escala en la órbita de la Tierra o en la Luna para recibir antimateria en el espacio y aumentar considerablemente la producción. Sin embargo, encontrar antimateria en el universo no es fácil. Primero que nada, no sé dónde está. En segundo lugar, se deben utilizar sensores avanzados de física de partículas. La mayoría de estos instrumentos son demasiado grandes e instalarlos en plataformas espaciales planteará enormes desafíos técnicos y costará cantidades astronómicas de dinero.
Aunque es difícil, el misterioso espacio puede dar a la humanidad una esperanza ilimitada. Por ejemplo, en abril de 1997, los astrónomos estadounidenses anunciaron que habían descubierto una fuente de antimateria que expulsaba antimateria continuamente a unos 3.500 años luz por encima de la Vía Láctea. La antimateria expulsada formaba una fuente de antimateria de hasta 2.940 años luz de altura.
El profesor Ding Zhaozhong, científico chino-estadounidense y premio Nobel, es un experto en investigación de antimateria. El programa internacional de exploración de antimateria espacial que dirige involucra a 37 instituciones de investigación científica de más de 10 países (regiones), incluidos Estados Unidos, China y Rusia. El 2 de junio de 1998, el transbordador espacial estadounidense Discovery despegó al espacio llevando el espectrómetro magnético Alfa. El propósito de este vuelo es encontrar y capturar antimateria en el universo. El espectrómetro magnético Alpha es un instrumento diseñado específicamente para buscar antimateria en el universo, basándose en un imán superconductor gigante y seis detectores de ultra alta precisión para realizar su misión. Aunque no se consiguió nada con el vuelo, se recogieron muchos datos valiosos. En 2008 se montó un nuevo espectrómetro magnético "Alpha" que está a la espera de ser lanzado con la nave espacial para continuar la búsqueda de antimateria.
Una caja que contiene a Satán.
El almacenamiento estable de antimateria también es un gran problema. En Europa, experimentos han demostrado que la antimateria se puede conservar bajo la influencia de un campo magnético. Entonces, los científicos intentaron usar "trampas" de campo magnético para unir antipartículas, es decir, después de que los núcleos atómicos de alta velocidad chocan con protones para producir antiprotones, usan un reductor para reducir su velocidad a una décima parte de la velocidad de la luz, y luego usan. un campo magnético de alta energía como "trampa" para frenarlos y luego confiar en un campo eléctrico para frenarlos aún más. Por otro lado, los científicos también han intentado utilizar "trampas" de campos electromagnéticos para frenar los positrones recogidos por la desintegración radiactiva. Finalmente, los protones y positrones negativos desacelerados se combinan en una "trampa" de campo electromagnético para formar átomos de antihidrógeno relativamente estables. Pero este método sólo puede almacenar 100 millones de antielectrones, por lo que se necesitan 6,023 x 10 23 antielectrones y el mismo número de antiprotones para crear 1 gramo de átomos de antihidrógeno. Obviamente, los resultados actuales están lejos de ser suficientes.
Los expertos señalan que la antimateria es diferente de la materia ordinaria y debe estar unida por una fuerte energía de campo magnético. Sin embargo, la energía de un campo magnético fuerte e ininterrumpido no solo requiere equipos más avanzados y confiables, sino que también requiere energía eléctrica potente para su mantenimiento. Debido a que la antimateria es tan poderosa y debe ser 100% segura antes de poder usarse como arma, el riesgo técnico de almacenamiento se vuelve muy alto. Una vez fuera de control, puede destruir no sólo al usuario, sino todo. Por tanto, el almacenamiento de antimateria se convertirá en el mayor obstáculo para su uso a gran escala en el futuro.
El mundo persigue el "sol artificial"
De esta manera, las armas antimateria parecen ser sólo un sueño lejano, y sus oponentes se burlan de ellas como un tigre de papel, un "arma ideológica". " que quedará para siempre en la categoría de nuevos conceptos. La visión más representativa proviene de Frank Close, físico de partículas de la Universidad de Harvard en Estados Unidos. Incluso cree con pesimismo que se necesitarán miles de millones de años para que los humanos puedan crear antimateria utilizable. ¿Es este realmente el caso?
El enorme potencial de aplicación militar de la antimateria todavía atrae fuertemente a la comunidad militar estadounidense. El Pentágono ha invertido mucho en investigación y desarrollo, y la Fuerza Aérea de los EE. UU. está llevando a cabo un programa de desarrollo de armas antimateria llamado "Explosivos Revolucionarios", patrocinado por Los Álamos y el Instituto de Investigación de Armas Nucleares Lawrence Livermore, el Instituto Fermi y muchos otros. implementación de la unidad. Gracias a esfuerzos incansables, las ideas de los científicos se están acercando gradualmente a la realidad.
En 1995, la primera fábrica de investigación de antimateria del mundo, el CERN en Ginebra, Suiza, produjo el primer átomo de antihidrógeno. Con el esfuerzo conjunto de 39 científicos de 9 institutos de investigación de todo el mundo, hasta finales de 2002 se habían producido alrededor de 50.000 átomos de antihidrógeno. Era la primera vez que el hombre producía una gran cantidad de antimateria en condiciones de laboratorio. Es cierto que esta llamada “producción en volumen” todavía está lejos de ser cantidades utilizables.
Sin embargo, el potencial y la velocidad del progreso tecnológico humano siempre sorprenderán a científicos como Frank Close en distintos momentos. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) inició sus operaciones de prueba el 10 de septiembre de 2008 y es la instalación de aceleración de partículas más grande del mundo. Hay muchas universidades e instituciones de investigación en 85 países de todo el mundo y participan más de 8.000 físicos. También este mes, el físico Kenneth Edwards, jefe del Grupo de Investigación de Municiones Revolucionarias en la Base de la Fuerza Aérea Greene en los Estados Unidos, informó de sus avances al ejército en el Pentágono, afirmando que “se han logrado avances significativos en la investigación de armas de antimateria. Se ha desarrollado y simulado con éxito in situ mediante simulaciones por ordenador un "avance", es decir, un "contenedor para el almacenamiento eficiente de antimateria". Ese mismo año, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore anunció que había utilizado láseres para capturar muestras de oro del tamaño de una chincheta, creando miles de millones de partículas de antimateria. Según la revista "Nature", los científicos militares estadounidenses también inventaron un nuevo método para producir antimateria, reduciendo el costo de producir una millonésima parte de un gramo de antimateria de 654,38 mil millones de dólares.
Ahora, Estados Unidos ha logrado importantes avances en la obtención de antimateria a través de laboratorios y el uso de tecnología láser para almacenar antimateria, dos cuellos de botella que restringen el desarrollo de armas de antimateria. Esto significa que Estados Unidos está avanzando hacia el combate real. contra la transformación de antimateria apta para armas ha dado el paso más crítico.
Debido al enorme coste (ciertamente mucho mayor que el plan JSF), los países occidentales han adoptado un modelo de cooperación internacional en la investigación de antimateria. Científicos de Francia, Italia, el Reino Unido y otros países de la Organización Europea para la Investigación Nuclear cooperan con los Estados Unidos y realizan una gran cantidad de trabajos de investigación en proyectos relacionados. Bajo el liderazgo de Sajarov, el "padre de la bomba de hidrógeno", Rusia comenzó a desarrollar armas antimateria provenientes de la Unión Soviética en la década de 1950. Rusia también está experimentando con armas antimateria en el espacio a través de satélites y se dice que ha logrado "progresos significativos".
Ante la futura competencia entre grandes potencias por el derecho a hablar estratégicamente sobre ciencia y tecnología, China debe responder. El Instituto Chino de Antimateria se estableció a principios de la década de 1980, con Zhao Zhongyao, un físico nuclear de renombre mundial y descubridor de la antimateria, como asesor técnico. En Occidente, Zhao es conocido como el "padre de las armas antimateriales de China". Pero el Sr. Zhao murió en 1998 a la edad de 96 años. Debido a que está relacionado con la seguridad nacional, nos resulta imposible obtener información detallada sobre las armas antimateriales de China. Sólo podemos vislumbrarla en los canales de noticias relevantes.
En 1984, el Consejo de Estado aprobó el Proyecto 8312, que consistía en construir un colisionador de electrones y positrones. En julio de 2009, se mejoró un importante proyecto científico durante el período del Décimo Plan Quinquenal, el proyecto de renovación del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing, con una inversión total de 640 millones de yuanes, lo que impulsó la tecnología de colisionadores y espectrómetros de mi país a la vanguardia internacional, y es un paso importante en el desarrollo de la física de altas energías en mi país.
¿Viaje interestelar o destrucción?
Durante 1983, la U.S. Rand Corporation gastó 2 millones de dólares para realizar un estudio de viabilidad sobre la producción y el uso de antiprotones para la Fuerza Aérea de los EE.UU. Por tanto, la antimateria tiene cuatro usos militares: primero, se utiliza como combustible de propulsión para cohetes de ultra alta velocidad; segundo, se utiliza como generador de energía ultrapequeño y ultraligero para estaciones espaciales militares en órbita y otros campos; tercero, se utiliza para lanzar varias bombas nucleares; 4. Se utiliza como arma de velocidad con forma (en referencia a la combinación con un arma de haz de partículas).
La antimateria también se puede utilizar para fabricar supercombustible para cohetes, naves espaciales, naves espaciales, etc. El famoso físico británico Stephen Hawking dijo en una entrevista con los medios: "Los seres humanos abandonarán el sistema solar para encontrar otros planetas viables, y la energía de antimateria será la principal fuerza impulsora de las naves espaciales durante los viajes interestelares. La energía generada por un gramo". de antimateria es suficiente para impulsar 23 transbordadores espaciales. Esto puede cambiar fundamentalmente el modelo de suministro de energía y será una revolución energética.
Se espera que la nave espacial de antimateria que está estudiando la NASA produzca en 2015 un prototipo de motor de antimateria, que funcionará con positrones. En unas pocas décadas se construirán naves espaciales de antimateria, que sólo requieren decenas de miligramos de positrones, pero son dos veces más rápidas que las naves espaciales de propulsión nuclear y pueden llegar a Marte en seis semanas. También es posible introducir al hombre en zonas del espacio a las que nunca antes se había llegado, como un viaje a Júpiter, e incluso mucho más allá de la "estación solar" (el punto más lejano al que puede llegar la radiación solar). Como fuente de energía ilimitada para la exploración espacial y la utilización pacífica, la antimateria seguramente beneficiará el futuro de la humanidad; sin embargo, la tentación que conlleva la liberación instantánea de una enorme energía también puede destruir a la humanidad misma; Los expertos militares predicen que las futuras armas antimateria tendrán un poder destructivo sin precedentes. Una vez desarrolladas con éxito, todas las armas termonucleares actuales quedarán eclipsadas y la humanidad afrontará nuevos y mayores desastres.
Según el sitio web ruso "Science", el ejército estadounidense está desarrollando en secreto una "bomba de protones" utilizando antimateria como munición y ha invertido mucho dinero en esta área. Las bombas de antimateria pueden detonar fácilmente. No requieren una masa crítica como una bomba atómica ni una alta temperatura de ignición de detonación como una bomba de hidrógeno. Además, como toda la masa se convierte en liberación de energía, no quedarán residuos cuando la bomba antimateria explote, por lo que no producirá radiación ni contaminación, lo que la convierte en un arma "limpia" de destrucción masiva. Esta característica permite que las bombas antimateria eludan las restricciones del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares, que clasifica las armas antimateria como armas convencionales. Eso significa que en el futuro, el ejército estadounidense podrá utilizarlo a voluntad en guerras convencionales o conflictos locales. Las armas de antimateria son 1.000 veces más poderosas que las bombas atómicas. Reemplazarán por completo las armas nucleares de radiación existentes y se convertirán en "armas nucleares de cuarta generación".