Prevención de la dispersión de un haz de partículas detrás del objetivo

Las armas de plasma a distancia no pueden funcionar de manera efectiva debido a ciertos problemas, por lo que quiero reemplazarlas con sus parientes más cercanos, las armas de haz de partículas neutrales (en adelante denominadas NPBW)

Habría problemas con el concepto de construir este " imitador de Teleforce ", la mayoría de ellos están solucionados, excepto uno:

Sin embargo, hay un problema con este cálculo, ya que (como se explica aquí), la potencia de un haz de partículas no se deposita directamente en el punto de contacto con el objetivo como ocurre con un láser. En cambio, el haz se dispersa y una gran parte de la energía se deposita en un cono detrás del objetivo . Algo contrario a la intuición 'tos' anti-armadura'tos' , cuanto más poderoso es el haz, más energía se dispersa a lugares detrás del punto de contacto con el objetivo.

Fuente: http ://www.moreis different.com/2015/01/13/is-teslas-particle-beam-weapon-practical/

¿Cómo puedo asegurarme de que el arma de haz de partículas disperse la mayor parte de su energía en el objetivo, si el objetivo es un objeto relativamente delgado (por ejemplo, un ser humano)?

Este es el problema con el que necesito ayuda. Y para cerciorarme de que la solución sería compatible con el concepto, os dejo toda la información del arma aquí:

Proyecto: Telefuerza

Tipo: Rifle de mano

Fuente de energía propuesta: baterías de diamante [Una muestra de 10 mm × 10 mm × 0,5 mm produjo una salida de energía constante de 4,4 kWh durante 5000 años. Pulcro.]

Aceleración:

  • "Devil's Spongebob", pequeños aceleradores de partículas colocados paralelos entre sí.
  • Las partículas cargadas se neutralizan antes de atravesar la ventana.
  • El vacío dentro del arma se mantiene mediante una ventana de plasma (mantiene hasta 9 atmósferas de diferencia de presión)

En todo su potencial, el nuevo "acelerador en un chip" podría igualar el poder de aceleración del acelerador lineal de 2 millas de largo de SLAC en solo 100 pies y entregar un millón más de pulsos de electrones por segundo.

Lea más en: https://phys.org/news/2013-09-chip.html#jCp

Material acelerado: no sé cuál sería mejor/posible: mercurio-; nitrógeno-; o núcleos de hierro.

Diámetro del haz generado: 3 cm.

Solo una nota: el rayo deposita su energía no "detrás del objetivo", sino simplemente "detrás del punto de contacto". Realmente es como una bala: la bala deposita su energía cinética dentro del objetivo. La diferencia es que el haz está más o menos disperso, por lo que la energía se deposita en un cono con su vértice en el punto de contacto. El problema es que algunos objetivos, como los humanos o los aviones de combate, son tan delgados que un haz de partículas neutras de alta velocidad los atravesará directamente y creará un diminuto agujero que puede ser menos que fatal.
@AlexP Lo sé, y sé que aún podría ser una gran arma antitanque, sin embargo, sería una tontería si solo fallara contra objetivos humanos desarmados.
Supongo que no entiendo toda la física, pero ¿por qué no puedes bajar la energía? Menos potencia -> menos penetración -> mayor absorción en el objetivo delgado.
Siento que @notstoreboughtdirt lo tiene aquí. Usted "simplemente" tiene una configuración (o variante) de potencia mucho más baja para objetivos blandos/pequeños
Una mejor elección de partículas para la materia prima de las municiones para un haz neutro es el hidrógeno, que proporciona protones y electrones.
@a4android Los elementos más pesados ​​están ahí para mantener una alta densidad sin tener que lidiar con el problema de mantener los protones cerca unos de otros.
@notstoreboughtdirt Sería mucho más fácil, pero no sé si es posible tener un buen nivel de control sobre el acelerador.
Los núcleos de los elementos más pesados ​​tienen el mismo problema que los protones, solo que más. Sus cargas positivas se repelen. Los núcleos tienen más cargas positivas, más repulsión. Los electrones están allí para neutralizar las cargas positivas. El haz de partículas neutras más sencillo es el de protones y electrones combinados. Las cargas iguales y opuestas se anulan entre sí. La justificación de la densidad no tiene sentido.

Respuestas (1)

Los problemas conceptuales con el arma de haz neutral de Teleforce se basan en la falta de comprensión de la física básica involucrada en la fabricación de tal arma.

Las partículas propuestas de "núcleos de mercurio, nitrógeno o hierro" son todas una mala elección. Como núcleos, tienen demasiada masa para detenerse fácilmente en el objetivo y, por lo tanto, transferirle su energía cinética. Como se recomendó anteriormente, "una mejor opción de partículas para la materia prima de las municiones para un haz neutro es el hidrógeno, que proporciona protones y electrones".

En esta configuración, el haz del artículo neutro consta de protones y electrones. Los electrones, que son efectivamente radiación beta, se detendrán a poca distancia de la superficie del objetivo. La protección contra la radiación beta solo necesita tener el grosor de una bolsa de papel marrón. Los protones que tienen mil veces la masa de los electrones penetrarán a profundidades de centímetros. Efectivamente, el haz de partículas neutras se ha separado en dos haces de partículas cargadas. El haz de electrones que se detiene efectivamente en la superficie del objetivo, y un haz de protones que perfora la materia a granel del objetivo.

Dos factores harán que el haz de protones disminuya la velocidad e inflija más daño al objetivo. La matriz de materia cargada dentro del propio objetivo ejercerá una 'fuerza de frenado'; esto transferirá energía cinética de los protones a los átomos del objetivo. Causando así daño. La acumulación de una carga negativa en la superficie del objetivo podría actuar como una fuerza de desaceleración electrostática para ralentizar los protones. A medida que se mueven más lentamente, tienen más posibilidades de dañar al objetivo. Aunque este efecto puede descartarse debido al dominio de las fuerzas electrostáticas dentro de la materia a granel del objetivo.

Los intentos de evitar la dispersión de un haz de partículas más allá del objetivo serán inútiles. Esto es contrario a la física y una completa pérdida de tiempo y esfuerzo. Una búsqueda sin sentido de lo inalcanzable. El enfoque sensato es diseñar y producir un arma de haz de partículas neutras mediante el cual la energía de las partículas se aplique de manera más efectiva sobre y dentro del objetivo mismo. Habrá pérdidas inevitables de partículas y su energía más allá y detrás del objetivo. Olvídate de eso, prevenirlo es una tontería. Concéntrese en entregar la máxima cantidad de energía del haz de partículas al objetivo.

Si sus partículas fueran antimateria, tendrían que atravesar el objetivo sin golpear nada. Sería difícil obtener anti-plomo, pero se ha hecho un haz de positrones.
@Me habrás perdido. ¿Por qué querrías que la antimateria atraviese el objetivo sin golpear nada? Ese es el problema que esta pregunta quiere evitar. Un rayo anti-plomo tiene muchos problemas, y mucho menos para que "alcance" el objetivo. Un haz de partículas neutras de electrones y positrones sería más efectivo para destruir el objetivo.
Piense en el problema de una bala de rifle. Me golpea y sale con una cantidad significativa de su energía restante. Pero definitivamente estoy golpeado. Lo mismo con una partícula: podría salir de mí después de rebotar; de hecho, ese rebote es lo que causa el efecto de cono en el lado opuesto. Pero una partícula de antimateria reaccionará y explotará con el primer golpe. Solo puede atravesar si golpea sin importar en el camino.
Prevención de la dispersión de un haz de partículas detrás del objetivo
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