Znajdź zawartość

Badacze z organizacji Public Intelligence opublikowali informację dotyczącą broni, która nie zabija, a którą chce budować lub udoskonalać Pentagon. Taka broń ma posłużyć przede wszystkim do rozwiązywania konfliktów bez eskalowania przemocy i wywoływania niechęci czy nienawiści do żołnierzy. Analitycy twierdzą, że obecnie używana broń tego typu nie tylko pozwala na zażegnanie kryzysu, ale wywołuje też pozytywny oddźwięk u miejscowej ludności. Jednym z takich urządzeń jest Raytheon Active Denial System. To urządzenie mikrofalowe, które na krótki czas podgrzewa skórę. Temperatura jest na tyle wysoka, że „ostrzelany“ jest zmuszony do wycofania się, jednocześnie zaś broń ma nie powodować ran. Pentagon chce zwiększyć zasięg systemu tak, by niemożliwe było zbliżenie się do niego na odległość pozwalającą na ostrzelanie z małej broni ręcznej. Innym urządzeniem jest Distributed Sound and Light Array (DSLA). To połączenie laserów, świateł i systemu dźwiękowego, które ma zdezorientować tłum. Ma jednak tę wadę, że użyte z bliskiej odległości może uszkodzić uszy i oczy. W przyszłym roku Pentagon rozpocznie testy udoskonalonego granatu hukowego. Ma on oślepiać człowieka na 10 sekund i wystawiać go na działanie dźwięku o natężeniu 143 decybeli. Udoskonalona zostanie też gumowa amunicja. Wojskowi domagają się, by miała ona większy zasięg i została wyposażona w barwnik pozostawiający ślady na ubraniu i ciele ostrzelanego, by można było go później zidentyfikować. Jeśli zaś chodzi o broń, która jeszcze nie istnieje, to na „liście życzeń“ Pentagonu znalazły się dwa interesujące systemy. jeden z nich to Subsurface Non-Lethal Engagement-Impulse Swimmer Gun. Ma być to broń generująca pod wodą impuls dźwiękowy, który z odległości nawet 150 metrów będzie wywoływał zaburzenia orientacji oraz nudności u wrogich płetwonurków. Odmiana tego systemu będzie generowała nanosekundowy impuls elektryczny, powodujący utratę kontroli nad mięśniami. Pentagon nie wyklucza takiej modyfikacji tej broni, że możliwe będzie zatrzymywanie za jej pomocą samochodów lub statków, poprzez przeciążenie ich systemów elektronicznych. Najciekawszym pomysłem ma być jednak Laser Based Flow Modification. W zamierzeniach pomysłodawców tego systemu, pozwoli on na „ostrzelanie“ krawędzi natarcia skrzydła samolotu, dzięki czemu zmieni się siła nośna i maszyna zostanie zmuszona do lądowania.

Boeing poinformował o udanym pierwszym teście rakiety CHAMP. Urządzenie Counter-electronic High-powered Microwave Advanced Missile Project to bezpieczna alternatywa dla broni kinetycznej. Jej zadaniem jest unieszkodliwienie wykorzystujących elektronikę systemów przeciwnika, bez jednoczesnego powodowania ofiar w ludziach czy zniszczeń infrastruktury. Pierwszy test wykazał, że rakietę można kontrolować w czasie lotu. Jest też możliwa precyzyjna kontrola modułu High-powered Microwave. CHAMP nie tylko jest bezpieczniejsza dla postronnych osób i infrastruktury, ale również bardziej skuteczna od broni kinetycznej. Wysyła ona silne impulsy mikrofalowe, których zadaniem jest niszczenie elektroniki na wybranych obszarze. Impulsy te dotrą również do ukrytych głęboko pod ziemią centrów dowodzenia, które dotychczas były nieosiągalne dla konwencjonalnej broni.

Fizycy z Narodowych Instytutów Standardów i Technologii (NIST) jako pierwsi w historii doprowadzili do splątania dwóch jonów za pomocą mikrofal. Dotychczas w tym celu wykorzystywano lasery. Prace te pokazują, że w przyszłości możliwe będzie zastąpienie wielkich systemów laserowych niewielkimi źródłami mikrofal, takimi jak np. wykorzystywane w telefonach komórkowych. Mikrofale już wcześniej były używane do manipulowania jonami, jednak teraz, dzięki umieszczeniu źródła ich emisji bardzo blisko jonów, w odległości zaledwie 30 mikrometrów, udało się uzyskać splątanie atomów. Możliwość splątywania cząsteczek to jeden z podstawowych warunków transportu informacji i korekcji błędów w przyszłych komputerach kwantowych. Podczas swoich prac naukowcy wykorzystali źródło mikrofal umieszczone w układzie scalonym zintegrowane z pułapką jonową oraz stołowy zestaw laserów, luster i soczewek. Zestaw ten jest dziesięciokrotnie mniejszy niż dotychczas wykorzystywane. Użycie ultrafioletowego lasera o niskiej mocy wciąż jest koniecznością, gdyż za jego pomocą chłodzi się jony i obserwuje wyniki badań. Jednak w przyszłości cały zespół lasera można będzie zminiaturyzować do rozmiarów laserów używanych np. w odtwarzaczach DVD. Możliwe, że średniej wielkości komputer kwantowy będzie przypominał telefon komórkowy połączony z urządzeniem podobnym do laserowego wskaźnika, a zaawansowane maszyny będą wielkości współczesnego peceta - mówi fizyk Dietrich Leibfried, współautor badań. Chociaż kwantowe komputery raczej nie będą urządzeniami, które każdy będzie chciał nosić przy sobie, to będą mogły używać elektroniki podobnej do tej, jaka jest obecnie wykorzystywana w smartfonach do generowania mikrofal. Podzespoły takie są dobrze znane i już obecne na rynku. Taka perspektywa bardzo nas ekscytuje - dodaje uczony. W czasie eksperymentów dwa jony zostały złapane w elektromagnetyczną pułapkę. Nad pułapką znajdował się układ scalony zawierający elektrody z azotku glinu pokrytego złotem. Elektrody były aktywowane, by wywołać impulsy promieniowania mikrofalowego oscylujące wokół jonów. Ich częstotliwość wahała się od 1 do 2 gigaherców. Mikrofale doprowadziły do powstania pola magnetycznego, które z kolei wywołało rotację spinów. Jeśli moc takiego pola magnetycznego jest w odpowiedni sposób zwiększana, można doprowadzić do splątania jonów. Metodą prób i błędów, wykorzystując przy tym zestaw trzech elektrod, udało się uczonym odnaleźć właściwy sposób manipulowania polem magnetycznym i doprowadzić do splątania. Wykorzystanie mikrofal w miejsce laserów ma i tę zaletę, że zmniejsza liczbę błędów, które są powodowane niestabilnościami w promieniu lasera oraz zapobiega pojawieniu się w jonach spontanicznej emisji wywoływanej światłem laserowym. Jednak technika mikrofalowego splątania musi zostać jeszcze udoskonalona. Uczonym z NIST udało się uzyskać splątanie w 76% przypadków. Tymczasem za pomocą lasera uzyskuje się wynik rzędu 99,3 procenta.

Miłośnicy serialu science-fiction Star Trek z pewnością pamiętają urządzenie zwane tricorderem. Pozwalało ono, między innymi, ocenić dokładnie stan zdrowia badanego pacjenta na odległość. Nasza medycyna niestety musi posiłkować się sondami, czujnikami i elektrodami, chcąc zdiagnozować chociażby pracę serca. Być może jednak niedługo sen Gene'a Roddenberry'ego (twórcy serialu) zacznie się ziszczać. Elektrody i przyczepiane czujniki pozwalają na dokładną analizę rytmu serca, czy oddechu, ale na dłuższą metę jest to rozwiązanie niewygodne - wymaga precyzyjnego przylepiania, uwiązuje pacjenta do aparatury i nie nadaje się dla osób poruszających się. Artykuł w Review of Scientific Instruments, periodyku wydawanym przez American Institute of Physics pozwala spodziewać się rewolucji w tej dziedzinie. A szykują ją dwaj japońscy naukowcy z Kyushu University: Atsushi Mase i Daisuke Nagae. Opracowane przez nich urządzenie wykorzystuje do badania pacjenta mikrofale o małej mocy, bardzo czuły odbiornik rejestruje ich odbicia i przesunięcie w fazie, pozwalając zmierzyć nawet bardzo małe zmiany w organizmie. Dalej do działania ruszają cyfrowe algorytmy odszumiania i przetwarzania sygnałów. Po odfiltrowaniu przypadkowych ruchów ciała aparat pozwala w czasie niemal rzeczywistym (z niewielkim opóźnieniem) monitorować pracę serca i autonomicznego układu nerwowego oraz oddychanie. Oczywistym zastosowaniem będzie ciągły monitoring chorych, ale potencjalne pola działania to również np. wykrywanie pierwszych oznak senności u kierowcy. Niestety, od razu pojawiły się także pomysły masowego monitorowania skupisk ludzkich, jak wykrywanie oznak stresu wśród pasażerów linii lotniczych, które mogłyby sugerować, że osoba zdenerwowana ma coś na sumieniu, czy może jest nawet terrorystą. Wykorzystania słynnego tricordera do inwigilacji autorzy serialu Star Trek nie przewidzieli.

Zheng Wang i jego zespół z Massachusetts Institute of Technology stworzyli pierwszy "zawór" dla mikrofal, czyli materiał, przez który mikrofale przechodzą tylko w jedną stronę. Fotoniczny kryształ stworzony jest z ferrytowych pręcików. W normalnych warunkach pręciki odbijają mikrofale we wszystkich kierunkach. Jednak po dodaniu pola magnetycznego, mikrofale są odbijane tylko w jednym kierunku. Naukowcy pracują teraz nad taką zmianą parametrów urządzenia, by działało ono z radiacją o częstotliwościach liczonych w terahercach i z widoczną częścią spektrum. Nowe kryształy fotoniczne mogą posłużyć do budowy nowych urządzeń telekomunikacyjnych i komputerowych. Mogą powstać proste routery puszczające sygnał tylko w jedną stronę czy falowody bardziej efektywne od światłowodów.

Amerykanie prowadzą właśnie testy pierwszej praktycznej bomby HPM (high-power microwave). Tego typu broń generuje impuls elektromagnetyczny, który może zniszczyć systemy elektroniczne, unieruchomić pojazdy, wyrzutnie rakietowe, systemy łączności, nie czyniąc jednocześnie szkody ludziom czy budynkom. Amerykanom udało się skonstruować HPM takiej wielkości, że można ją umieścić w głowicy rakiety czy na pokładzie bezzałogowego samolotu. Broń mikrofalowa jest rozwijana od dziesięcioleci, jednak zawsze największy problem stanowiło zmniejszenie jej do rozmiarów umożliwiających praktyczne użycie. Częstotliwość impulsu wysyłanego przez HPM może wynosić od setek megaherców do kilkunastu gigaherców. Możliwe jest więc dostosowanie "wybuchu" do spodziewanego rezultatu. Przy niższych częstotliwościach bomba zablokuje komunikację, przy wyższych - zniszczy elektronikę. Jednak nie chodzi tylko o częstotliwość, Cała trudność polega na skupieniu energii bomby na wybranym celu. To z kolei wymaga olbrzymich energii. Dlatego też bomba zawiera opracowany przez profesora Andreasa Neubera, wielostopniowy generator o maksymalnej wydajności kilkuset megawatów. Tak potężna bomba nie będzie jednak obecnie testowana. Podczas prób zostanie użyty generator o mocy 35 MW, który zapewni impuls trwający 100-150 nanosekund w paśmie 2-6 GHz. Półtorametrowa bomba składa się z trzech głównych elementów: generatora z kompresją strumienia (FCG - flux compression generator), wirkatora (to generator mikrofal) oraz anteny, która odpowiada za emisję mikrofal. FCG to rodzaj baterii przechowującej energię chemiczną w postaci materiału wybuchowego (najczęściej C4). Materiał zamknięty jest w cylindrze i otoczony izolowanymi przewodami. Na jednym końcu cylindra umieszczono 12-woltową baterię. Prąd przechodzący przez przewody generuje pole magnetyczne. Dodatkowy cylinder otacza też przewody. Gdy dochodzi do eksplozji C4, cylinder wewnętrzny jest kierowany w stronę zewnętrznego, dochodzi do gwałtownego ściśnięcia pola magnetycznego i wygenerowania energii impulsu elektromagnetycznego. Trafia on do induktora generującego napięcie około 100 kilowoltów, z którego jest zasilany wirkator. Podobny efekt można uzyskać za pomocą innych generatorów, nie wykorzystujących materiałów wybuchowych. Jednak są ona większe. Na razie badania nad HPM znajdują się w początkowym stadium i twórcy bomby nie są w stanie przewidzieć, kiedy trafi ona na wyposażenie armii. Niewykluczone jednak, że prace nad nią przydadzą się też.... w cywilu. Firma Texas Tech, której HPM jest testowana, pracuje też nad kompaktowym generatorem Marx, który może znaleźć zastosowanie w przenośnym dziale mikrofalowym. Działo takie mogłoby trafić na wyposażenie policji i służyć do przymusowego zatrzymywania pojazdów.

Badania, które naukowcy z Wydziału Neurochirurgii Lund University przeprowadzili na szczurach, wskazują, że promieniowanie emitowane przez telefony komórkowe upośledza pamięć. Zespół Henrietty Nittby przez rok po 2 godziny tygodniowo poddawał zwierzęta oddziaływaniu mikrofal. Gdyby okazało się, że podobne zjawisko występuje w przypadku ludzi, przyszłość nie maluje się różowo... W ramach eksperymentu szczury umieszczano w skrzyni z wmontowanymi wewnątrz obiektami. Przeprowadzano dwie próby, podczas których zmieniano zarówno przedmioty, jak i ich lokalizację. Test pamięciowy przeprowadzano podczas trzeciej próby. Okazało się, że gryzonie z grupy kontrolnej spędzały więcej czasu na badaniu obiektów z pierwszego podejścia. Były dla nich bardziej interesujące, bo dość długo ich nie widziały. U zwierząt eksperymentalnych różnice w uwadze poświęconej poszczególnym przedmiotom nie były aż tak bardzo zaakcentowane. Nittby i profesor Leif Salford uważają, że ich najnowsze odkrycia mogą mieć jakiś związek z wcześniejszym spostrzeżeniem, iż mikrofale emitowane przez komórki wpływają na barierę krew-mózg. Gdy zwierzęta wystawiano na oddziaływanie tego promieniowania, z krwi do mózgu przenikała albumina – białko odpowiadające z utrzymanie ciśnienia onkotycznego oraz transport różnych substancji, np. hormonów, leków, dwutlenku węgla czy kwasów tłuszczowych. Szwedzi natrafili także na ślad specyficznych uszkodzeń neurologicznych w neuronach kory mózgowej i hipokampa. Przecieki albuminy następowały bezpośrednio po napromieniowaniu, a uszkodzenia dopiero po miesiącu lub dwóch. Następowały też zmiany w aktywności dużej liczby genów. Nie chodziło o pojedyncze geny, ale o powiązane ze sobą funkcjonalnie grupy.

Już wkrótce policjanci będą w stanie zatrzymać każdy uciekający samochód. Dzięki pracom firmy Eureka Aerospace futurystyczna technologia przedstawiona w firmie Zbyt szybcy, zbyt wściekli, może stać się rzeczywistością. Pomysł polega na wykorzystaniu systemu HPEMS (high-power electromagnetic system) emitującego mikrofale, które unieruchomią procesor sterujący silnikiem pojazdu i w ten sposób doprowadzą do jego zatrzymania. James Tatoian, szef Eureka Aerospace, informuje, że opracowany już i przetestowany HPEMS może trafić do sprzedaży w ciągu najbliższych 18 miesięcy. Przyda się on policji, wojsku oraz na wszelkich punktach kontrolnych, gdzie wymagane jest zatrzymanie nadjeżdżającego pojazdu. Gotowy system można montować zarówno na samochodach, jak i śmigłowcach czy samolotach. Zamontowany na samochodzie waży około 90 kilogramów. Jako źródło energii wykorzystuje alternator pojazdu. Zapewnia on wystarczająco dużo energii, by system mógł emitować serię 50-nanosekundowych impulsów. Są one wzmacniane do 640 kilowoltów za pomocą 16-stopniowego generatora Marx. Następnie te 640 kilowoltów prądu stałego jest zmienianych na mikrofale, a specjalna antena kieruje je w stronę pojazdu, który chcemy zatrzymać. Oczywiście metalowa karoseria samochodu będzie działała jak tarcza ochronna, jednak mikrofale przenikną do wnętrza poprzez liczne szczeliny, które się w niej znajdują. Mikrofale są w stanie wyłączyć lub zniszczyć elektroniczne układy sterujące silnikiem, pompą paliwową czy rozrusznikiem. Oczywiście będą one skuteczne tylko w przypadku nowych pojazdów, wyposażonych w elektronikę. Podobne mikrofalowe systemy były testowane przez amerykańską armię już przed 10 laty. Technologia Eureka Aerospace oznacza jednak znaczy krok do przodu. HPEMS jest mniejszy i lżejszy niż to, co dotychczas osiągnięto. Waży, jak już wspomnieliśmy, około 90 kilogramów, a jego wymiary, z anteną, to 91x183x244 centymetry. System może osiągnąć moc do 2 gigawatów, jednak przeciętnie emituje trwające 50 nanosekund impulsy, których moc wynosi około 10 kilowatów, a częstotliwość to 100 herców. Podczas przeprowadzonych testów system był w stanie pojedynczym impulsem z odległości około 15 metrów wyłączyć silnik dowolnego samochodu. James Tatoian mówi, że jego firma pracuje obecnie nad udoskonaleniem urządzenia. Ma ono być mniejsze i wyłączać silniki z odległości około 200 metrów. Peter Fisher, profesor fizyki z MIT-u, nie wątpi, że system może skutecznie działać. Ostrzega jednak, że wiele urządzeń wykorzystuje mikroprocesory. Próba zatrzymania samochodu w pobliżu np. centrum handlowego, może skończyć się uwięzieniem ludzi w windach, awariami kas czy bankomatów. Przypomina również, że mikrofale mogą powodować oparzenia i są podejrzewane o działanie rakotwórcze. Na obecnym stadium rozwoju system sprawdzi się więc na pewno w przypadku odosobnionych miejsc, których należy strzec przed intruzami. Eureka Aerospace przyznaje, że prace nad wspomnianym systemem były początkowo finansowane przez Korpus Marines, któremu potrzebne jest takie urządzenie. Obecnie jednak firma szuka funduszy na opracowanie cywilnej wersji urządzenia.

Amerykańska firma Global Resource Corporation (GRC) wynalazła nowy sposób na recykling plastiku. Jest to metoda radykalna, która raz na zawsze rozwiąże problem składowania tego typu odpadów oraz ich uciążliwości dla środowiska. W wyniku oddziaływania na plastik mikrofalami o odpowiednio dobranej częstotliwości otrzymamy substraty, z których go wytworzono, czyli m.in. ropę i palny gaz. Aparatura Hawk-10 generuje fale elektromagnetyczne o 1200 różnych częstotliwościach, które wpływają na konkretne węglowodory. Pomniejszona wersja Hawka wygląda jak kuchenka mikrofalowa z przymocowanymi na zewnątrz dodatkowymi częściami. Większa przypomina betoniarkę. Jerry Meddick, jeden z dyrektorów firmy GRC, podkreśla, że za pomocą opisywanej metody można rozłożyć wszystko, w skład czego wchodzą węglowodory. Urządzenie namierza ich cząsteczki i ostatecznie otrzymujemy ropę i gaz. Weźmy np. kawałek miedzianego drutu. Znajduje się on w plastikowej izolacji, czyli w czymś z węglowodorów. My usuwamy wszystkie węglowodory, które otaczają metal. W ten sposób nie tylko uzyskuje się 2 rodzaje paliwa, diesel i gaz, ale także drut w postaci, którą łatwiej posegregować i poddać recyklingowi. Ilość materiału, który trzeba przechowywać na wysypisku, znacznie się pomniejsza. Także wskutek odparowania wody. W podobny sposób jak plastik można za pośrednictwem Hawka rozłożyć produkty gumowe, np. opony. Hawk-10 wytwarza tyle ropy i gazu, że wystarczają one nie tylko do napędzania jego samego, ale także innych maszyn znajdujących się na wyposażeniu Global Resource Corporation. Na stronie producenta można obejrzeć krótki film, na którym zademostrowano, co dzieje się z oponą po włożeniu do aparatury.

Samoczyszczące się tkaniny mogą zrewolucjonizować rynek ubiorów sportowych i nie tylko. Technologia, opracowana przez naukowców z amerykańskich sił powietrznych (U.S. Air Force), została już wykorzystana do wyprodukowania koszulek i bielizny, które bez prania pozostają higieniczne przez kilka tygodni. Technologia polega na przymocowaniu nanocząsteczek do włókien za pomocą mikrofal. Następnie z nanocząsteczkami wiązane są związki chemiczne "odstraszające" wodę, tłuszcze i bakterie. Pokrycie działa antybakteryjnie i zmusza ciecze do skraplania i spływania po powierzchni. Amerykańska armia wydała na badania ponad 20 mln dolarów. Pierwotnie naukowcy chcieli wynaleźć sposoby na ochronę żołnierzy przed działaniem broni biologicznej. W czasie Pustynnej Burzy większość ofiar trafiała do lekarza z powodu infekcji bakteryjnych, a nie wypadków czy ostrzelania przez własne oddziały. Stworzyliśmy bieliznę dla żołnierzy, którzy testowali ją przez kilka tygodni. Okazało się, że nie ulegała ona zabrudzeniu, w dodatku pomagała w leczeniu różnych chorób skórnych — powiedział Jeff Owens, jeden z naukowców pracujących nad wynalazkiem. Pierwsze pomysły dotyczące nigdy niebrudzącej się odzieży pojawiły się w filmie z 1951 roku pt. Mężczyzna w białym garniturze.

Amerykańska armia zaprezentowała system Silent Guardian, pracujący w paśmie 95 gigaherców generator mikrofal, definiowany jako aktywny system powstrzymujący, którego zadaniem jest odpieranie ataków osób indywidualnych lub tłumów bez ranienia atakujących. Silent Guardiana można zamontować na dachu wojskowego samochodu terenowego. Jego zasięg wynosi 500 metrów, a "ostrzelana” osoba odczuwa na powierzchni skóry temperaturę 50 stopni Celsjusza. Dziennikarze, którzy przetestowali na sobie działanie nowej broni stwierdzili, ze przypomina ono "nagły podmuch gorąca z otwartego pieca”. Temperatura była zbyt wysoka, by można ją było wytrzymać i biorący udział w eksperymencie zostali zmuszeni do wycofania się. Mikrofale wnikają w skórę na głębokość 0,4 milimetra. System działa w promieniu 360 stopni a do jego obsługi wystarczy jedna osoba. Silent Guardian potrafi automatycznie śledzić cel, a mechanizmy stabilizujące antenę (jej czasza ma wymiary 114x114 cm) zapewniają skuteczną pracę nawet przy wietrze wiejącyc z prędkością ponad 60 kilometrów na godzinę. Silent Guardian pracuje bardzo szybko. W ciągu czas potrzebny na przełączenie ze uśpienia do całkowitej gotowości do wyemitowania wiązki mikrofal wynosi 2 sekundy. Tyle samo czasu mija od "strzału” do namierzenia kolejnego celu. Twórcą systemu jest firma Raytheon.