طرح دانشمندان برای ساخت سلاح لیزری مانند جنگ ستارگان

لیزرهای مادون قرمز امروزی به‌خودی‌خود به‌قدری قدرتمندند که بتوانند اهداف هوایی را از کار بیندازند، اما دانشمندان می‌گویند اینک به راز ساخت تسلیحات لیزری پرقدرتی دست پیدا کرده‌اند که می‌توانند اهدافی را در دوردست «ذوب کنند».

این کشف زمانی رخ داد که دانشمندان دریافتند چگونه می‌توان لیزرها را ۹ برابر قدرتمندتر کرد. البته پیش از این نیز از چنین سلاح‌هایی برای موارد نظامی استفاده شده بود، اما این سلاح‌‌ها عملا بسیار ضعیف‌تر از آن بودند که برای مثال در فیلم «جنگ ستارگان» نمایش داده شد.

سلاح‌های لیزری در حال حاضر فقط می‌توانند اهداف کوچک هوابرد را از کار بیندازند. نور در سلاح‌های لیزری کنونی که البته با چشم غیرمسلح قابل‌مشاهده نیست، از «فیبر نوری سینگل‌مود» استفاده می‌کند. فیبر نوری سینگل‌مود در واقع یک رشته فیبر شیشه‌ای تک است که برای انتقال سینگل‌مود یا پرتو نور از آن استفاده می‌شود. در نتیجه، یک پرتو متمرکز تولید می‌شود و انتقال انرژی از طریق آن دشوار است؛ زیرا نور به یک منطقه کوچک محدود می‌شود.

این درحالی است که محدوده توان فیبر نوری چندحالته‌ــ که حالت‌های نوری متعددی را منتقل می‌کند‌ــ به‌مراتب گسترده‌تر است و می‌تواند توان نور مادون قرمز گسیل‌شده را بین سه تا ۹ برابر افزایش دهد. اما مشکل این است که این فناوری به دلیل پراش، پراکندگی و آشفتگی، پرتوهایی نامنظم و غیرمتمرکز تولید می‌کند و این سبب می‌شود که توان آن‌ در فواصل طولانی به‌سرعت از بین برود.

دانشمندان در مقاله جدیدی که ۱۹ نوامبر در مجله علمی نیچر کامیونیکیشنز منتشر شد، راه‌حلی پیدا کرده‌اند که میزان پراکندگی نور در فیبر نوری چندحالته را کم می‌کند.

به لحاظ نظری، این به معنای آن است که می‌توان لیزرهایی طراحی کرد که هم به اندازه کافی پرقدرت باشند که آسیب قابل‌توجهی ایجاد کنند و هم به اندازه کافی متمرکز باشند که یک پرتو صاف و باریک به وجود آورند. این پژوهش را نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا تامین مالی کرده است.

به گفته دانشمندان، پرتو لیزری با کیفیت بد حین انتشار به‌سرعت واگرا می‌شود و از این رو نمی‌تواند انرژی متمرکزی را به هدف منتقل کند.

صنایع دفاعی سال‌ها است که لیزرهایی با کاربرد نظامی تولید می‌کنند و در پی به کار گرفتن آن‌ها در دنیای واقعی‌اند. به عنوان مثال، لاکهید مارتین در سال ۲۰۲۳ برای ساخت یک لیزر از نوع ۵۰۰ کیلووات به منظور استفاده در سیستم‌های تسلیحاتی با انرژی هدایت‌شده برنامه‌هایی را اعلام کرد.

تیم تحقیقاتی که این پژوهش را انجام داد، هنوز نمونه اولیه‌ این سلاح را تولید نکرده اما هر لیزری که با استفاده از طرح و نقشه‌های آن‌ها ساخته شود، احتمالا به اندازه کافی قدرتمند است که بتواند سیستم‌های ناوبری دشمن را سردرگم کند یا به تجهیزات نظامی یا ماشین‌های دشمن آسیب حرارتی قابل‌توجهی وارد کند.

به گفته پژوهشگران، فناوری کنونی می‌تواند اهداف کوچکی را در هوا و از فاصله نزدیک از بین ببرد اما فناوری جدید می‌تواند در طیف گسترده‌تری استفاده شود.

محققان می‌گویند پرتو لیزر به مدت چند ثانیه روی یک هدف در دوردست متمرکز می‌شود و بدین ترتیب، سبب ذوب یا سوختن هدف می‌شود. این فناوری به احتمال زیاد در آینده برای غیرفعال کردن پهپادهای بی‌سرنشین استفاده خواهد شد. به گفته محققان، هزینه تولید مهمات کنونی برای سرنگون کردن پهپادها بسیار بالا است اما سلاح‌های لیزری در واقع مخزن تقریبا نامحدودی به شمار می‌روند که تنها منبع انرژی ورودی آن‌ها برق است.

فراتر از کاربرد نظامی، محققان بر این باورند که چنین لیزرهای قدرتمندی می‌توانند برای سنجش و محاسبه پدیده‌ها در فواصل دور نیز استفاده شوند. برای نمونه، این لیزرهای پرقدرت می‌توانند سرعت باد را در فاصله‌ای به‌مراتب بیشتر از روش‌های معمولی تعیین کنند. پژوهشگران می‌گویند لیزرهای پرقدرت برای پیشبرد تحقیقات در زمینه تشخیص امواج گرانشی نیز از اهمیت بسیاری برخوردارند و از این رو دانشمندان امیدوارند این کشف در تلاش‌های تحقیقاتی آینده نقش داشته باشد.