Ce jeune homme pourrait-il utiliser son pistolet laser pour étourdir un adversaire ? Voir plus d'images laser. Archives Lambert/Hulton/Getty Images Vous les avez peut-être vus dans "Star Wars, " "Star Trek, " et d'autres films et spectacles de science-fiction. Les combattants X-wing, l'étoile de la mort, le Millennium Falcon et l'Enterprise ont utilisé des armes laser dans de grandes batailles fictives pour conquérir et/ou défendre l'univers. Et les vaisseaux spatiaux ne sont pas les seuls à contenir de la chaleur laser. Han Solo et d'autres portaient le blaster dans "Star Wars". Et le capitaine Kirk et d'autres membres du personnel de Starfleet ont utilisé des phaseurs dans "Star Trek". Toutes ces armes utilisaient une énergie dirigée, sous la forme d'un faisceau laser, pour désactiver ou tuer un adversaire.
Mais quels sont les avantages d'utiliser un laser comme arme ? Est-ce même possible ? Pourriez-vous utiliser une telle arme pour étourdir un adversaire ? Ces questions sont traitées par la Direction de l'énergie dirigée du Laboratoire de recherche de l'Armée de l'Air. Ce programme développe des lasers à haute énergie, technologies micro-ondes et autres systèmes d'armes futuristes, comme le Laser aéroporté et le PHaSR .
Les lasers et autres armes à énergie dirigée présentent de nombreux avantages par rapport aux armes à projectiles conventionnelles comme les balles et les missiles :
L'armée de l'air a déjà développé trois systèmes d'armes qui sont en cours de test et, dans certains cas, utilisé. Ces systèmes comprennent le laser aéroporté (laser tactique avancé), le PHaSR et le Système de refus actif . Lisez la suite pour découvrir comment fonctionnent les lasers et ces systèmes d'armes.
Galerie vidéo :Lasers
Les alertes à l'anthrax survenues à New York et en Floride il y a quelques années ont souligné la nécessité d'une détection rapide des armes biologiques. Les scientifiques ont développé une nouvelle technique laser qui pourrait détecter l'anthrax en temps réel. Découvrez comment fonctionnent les lasers à charbon et la technologie des risques biologiques dans cette vidéo de ScienCentral.
Des chercheurs d'Intel et de l'Université de Californie, Santa Barbara a fait la démonstration du premier laser au silicium hybride à commande électrique au monde, s'attaquer à l'un des derniers obstacles à la production à faible coût, puces photoniques en silicium hautement intégrées pour une utilisation à l'intérieur et autour des PC, serveurs et centres de données.
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Ce cutter industriel utilise des lasers pour faire le travail. Dick Luria/Photodisc/Getty Images Dans sa forme la plus basique, un laser est une source lumineuse. Pour comprendre comment il peut devenir une arme, il est utile de réfléchir à la différence avec les sources de lumière qui vous entourent chaque jour. Commencez avec une ampoule à incandescence ordinaire. L'ampoule envoie des ondes lumineuses dans toutes les directions. Ces vagues, tout comme les vagues dans l'eau, ont pics et auges , ou des points hauts et des points bas. Si vous pouviez voir chaque onde lumineuse provenant d'une ampoule à incandescence, vous verriez beaucoup de pics et de creux vous passer en même temps. Il y a aussi beaucoup de fréquences , ou couleurs, de lumière provenant d'une ampoule, et ils se combinent tous pour créer ce qui ressemble à de la lumière blanche.
Maintenant, pensez à une lampe de poche. Le faisceau d'une lampe de poche est plus concentré que celui d'une ampoule nue. La majeure partie de sa lumière voyage dans une direction, selon l'endroit où vous pointez la lampe de poche. Il existe encore de nombreuses fréquences de lumière qui se combinent pour créer une lumière blanche, et les pics et les creux des différentes ondes lumineuses passent à des moments différents.
Un laser est encore plus concentré qu'une lampe de poche. Il ne crée qu'une seule longueur d'onde, ou couleur, de la lumière. Les pics et les creux des ondes lumineuses sont également synchronisé pic à pic et creux à creux. Cela signifie que les différentes ondes n'interfèrent pas les unes avec les autres. Cette lumière ne voyage que dans une seule direction. Le faisceau lumineux peut être étroitement focalisé et le rester sur de grandes distances. Les lasers peuvent produire une lumière d'une puissance énorme (1, 000 à 1 million de fois plus fort qu'une ampoule classique). Différents types de lasers peuvent produire différentes longueurs d'onde de lumière, de l'infrarouge aux longueurs d'onde visibles jusqu'à l'ultraviolet.
La lumière est essentiellement une énergie en mouvement. Un laser produit une énergie très intense qui peut parcourir de très longues distances. C'est pourquoi un laser peut devenir une arme alors que la lumière d'une ampoule à incandescence ne le peut généralement pas.
Pour faire ça, un laser doit produire de la lumière de manière non conventionnelle. "Laser" signifie Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement . En d'autres termes, un laser produit de la lumière en stimulant la libération de photons , ou des particules légères. Pour ce faire, un laser a besoin de quatre éléments de base :
Le processus laser consiste à stocker et à libérer de l'énergie. Une source d'énergie injecte de l'énergie dans le milieu à effet laser. L'énergie excite électrons, qui montent à des niveaux d'énergie plus élevés. Lorsque les électrons se détendent, ils émettent photons . Les photons vont et viennent entre les miroirs, excitant d'autres électrons au fur et à mesure. Cela produit puissant, lumière focalisée.
Prochain, nous allons commencer à examiner certains des lasers utilisés pour l'armée.
Illustration d'un laser à électrons libres. Un faisceau d'électrons est envoyé à travers un onduleur - un réseau d'aimants avec des pôles nord et sud alternés. Le champ magnétique dans l'onduleur force chaque groupe d'électrons à osciller d'avant en arrière, les obligeant à émettre un faisceau de lumière semblable à un laser. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Flavio Robles/Bureau des services créatifs, Laboratoire national Lawrence Berkeley Il existe de nombreux types de lasers :
Plusieurs lasers sont actuellement utilisés à des fins militaires. Celui qui fait l'objet de recherches et de développements est le laser à électrons libres (FEL). Dans les années 1970, Le physicien de Stanford John Madey a inventé et breveté le FEL, qui se compose d'un injecteur d'électrons, un accélérateur de particules et un aimant onduleur ou wiggler . Cela fonctionne comme ceci :
Les FEL ont été utilisés pour produire de la lumière infrarouge à haute énergie et des rayons X synchrotron à des fins de recherche. Le FEL était également un laser d'intérêt pour l'Initiative de défense stratégique du ministère de la Défense (programme "Star Wars" du président Reagan). Récemment, la U.S. Naval Postgraduate School a acquis le FEL original de Madey développé à l'Université de Stanford, à utiliser pour la recherche militaire.
En 1977, l'US Air Force a développé un laser chimique oxygène-iode (BOBINE). La source d'énergie de la BOBINE est une réaction chimique, et le milieu d'émission laser est de l'iode moléculaire. Voici comment cela fonctionne :les atomes, chaleur et sous-produits, y compris la vapeur d'eau et le chlorure de potassium.
Le laser COIL est utilisé à bord du laser aéroporté de l'armée de l'air, dont nous parlerons ensuite.
L'Airborne Laser de l'Air Force est un avion équipé d'un laser chimique. Il est conçu pour abattre des missiles en début de vol. Photo gracieuseté de Kirtland AFB/U.S. Aviation Dans la guerre du Golfe, Les forces de Saddam Hussein ont tiré des missiles SCUD sur des bases israéliennes et américaines au Moyen-Orient. Le système de défense antimissile Patriot a été déployé pour protéger les intérêts américains. Les missiles Patriot peuvent détruire les missiles entrants sur leur trajectoire descendante, mais que se passerait-il si vous pouviez l'attraper plus tôt et détruire le missile pendant sa phase de poussée (le chemin ascendant près de son origine) ? C'est ce que l'U.S. Air Force Laser aéroporté (ABL) est conçu pour faire -- il est développé par Boeing, Les entrepreneurs Northrup Grumman et Lockheed Martin.
L'ABL est monté dans un avion gros porteur Boeing 747 modifié. Il se compose de quatre lasers, optique adaptative avancée, capteurs, et des ordinateurs à localiser, traquer et détruire les missiles. Cela fonctionne comme ceci :
Toutes les opérations sont coordonnées par ordinateur.
L'Air Force teste actuellement l'ABL et affirme que sa portée est de l'ordre de centaines de kilomètres. L'ABL nécessitera un équipage de six personnes lorsqu'il sera pleinement opérationnel, et ils porteront des lunettes de sécurité spéciales pour protéger leurs yeux des réflexions possibles des faisceaux par les gouttelettes d'eau dans l'air.
Des lasers à haute énergie comme ceux développés pour l'ABL sont en cours de conception et de développement pour une utilisation sur terre et en mer. Ces lasers seraient montés sur des camions ou des navires et seraient capables d'abattre des missiles entrants, obus d'artillerie et éventuellement des avions ennemis.
Le système de déni actif dirige des fréquences radio millimétriques vers une cible et provoque une sensation de brûlure intense. Photo avec l'aimable autorisation du Département de la Défense des États-Unis Nous savons maintenant que des lasers à haute énergie sont utilisés pour abattre des missiles, mais ont-ils des utilisations non létales, trop? Oui. En réalité, un de ces systèmes a été testé et sera bientôt opérationnel. ça s'appelle le Système de refus actif (LES PUBLICITÉS). L'ADS n'est pas un laser, mais un générateur de radiofréquence à haute énergie et une antenne directionnelle montés sur camion. Un générateur à l'intérieur crée un 95 GHz onde millimétrique . (Les ondes millimétriques ont des longueurs d'onde de 1 à 10 millimètres et des fréquences de 30 à 300 GHz.) L'antenne directionnelle focalise les ondes millimétriques et permet à l'opérateur de pointer le faisceau. Le faisceau millimétrique pénètre la peau de toute personne sur son passage à une profondeur de 1/64ème de pouce, environ l'épaisseur de trois feuilles de papier. Comme un four à micro-ondes, l'énergie du faisceau chauffe les molécules d'eau dans le tissu cutané et provoque une intense sensation de brûlure. Le faisceau ne blesse pas de façon permanente car il ne pénètre pas très loin, et quand une personne sort du faisceau, la sensation disparaît (voir Comment les faisceaux de douleur militaires fonctionneront).
Supposons que vous puissiez momentanément étourdir ou distraire un adversaire. L'Air Force a développé un appareil qui fera exactement cela - le Interruption du personnel et réponse de stimulation (PHaSR). Le PHaSR intègre deux lasers à diodes de faible puissance, un visible et un infrarouge. C'est à peu près la taille d'un fusil et peut être tiré par un individu. La lumière laser distrait ou « éblouit » temporairement la personne cible sans l'aveugler.
Le ministère de la Défense développe également d'autres dispositifs de distraction optique qui pourraient temporairement altérer la vision d'une cible.
Vous n'avez pas besoin d'être un fan de science-fiction pour vous demander s'il existe des armes laser personnelles sur le marché pour les civils. Peut-être quelque chose comme ceux que vous voyez dans les émissions de science-fiction ? Une personne moyenne peut-elle en acheter ou en construire un ? Une société appelée Information Unlimited fait de la publicité pour un pistolet à rayons laser. Après avoir signé un affidavit d'équipement dangereux et acheté les plans, vous pouvez acheter le matériel et assembler votre propre pistolet laser.
Le Personnel Halting and Stimulation Response (PHaSR) est un système d'arme laser de la taille d'un fusil qui utilise deux longueurs d'onde laser non létales pour dissuader un adversaire. Photo gracieuseté de Kirtland AFB/U.S. Aviation Le pistolet à rayons laser d'Information Unlimited est un laser à semi-conducteurs qui utilise une lampe flash comme amorce d'énergie et une tige de verre au néodinium comme support laser. Il fonctionne un peu comme le laser rubis décrit dans Comment fonctionnent les lasers. Il nécessite 12 volts de courant continu, qui vient des piles AA. Il émet une lumière infrarouge d'une longueur d'onde de 1,06 micromètre en courtes impulsions de 3 joules pour un total de 500 joules d'énergie. Le faisceau est focalisé avec un lentille de collimation , qui redresse les poutres et les rend parallèles. Il est classé comme un laser dangereux de classe IV, et la société affirme qu'elle est capable de percer des trous dans la plupart des matériaux (les lasers infrarouges peuvent faire ces choses). Donc, vous ne voudrez peut-être pas en acheter un pour l'anniversaire de votre enfant de 9 ans.
Pour en savoir plus sur les armes laser, jetez un oeil aux liens sur la page suivante.
