(Acerca de la termodinámica del arma láser de tipo grávito-filamental)
El concepto de arma láser es bien conocido por todos los académicos pertenecientes a la entidad encargada en la investigación, desarrollo y aplicación de su técnica operativa.
Estoy seguro, que todos alguna vez han pensado en el arma como aquel concepto fantástico que las obras de ficción nos han enseñado en la gran pantalla. [Véase “Orígenes del concepto de arma láser. Exploración por las fuentes originales que dan lugar al concepto de arma láser”] Y si bien su naturaleza literal, figurada y filosófica resultan atractivas e interesantes para el practicante y estudioso de la disciplina laserina, quizá esta reflexión arroje un poco de luz acerca de lo terrorífica que resultaría este arma si se materializarse de alguna manera.
Quienes no tengan conocimiento sobre el arma láser hipotética de funcionamiento mediante haz grávito-filamental, tengan en cuenta lo siguiente:
El funcionamiento del arma se basa en la proyección de dos haces de un material exótico (en cuanto a propiedades físicas y químicas) de una longitud comprendida entre los rangos propios del daito, con un diámetro filamental (imaginemos un cilindro elongado en su eje vertical) equivalente a dos veces la longitud de Planck (ℓP = 1,616 199(97) × 10-35 m) y una masa equivalente a 100 gramos.
Debido a las características geométricas del filamento, la física nos dice que tal objeto debería colapsar en un agujero negro. Sin embargo, considerando que este filamento se genera a partir de un elemento exótico capaz de contradecir las teorías físicas actuales, intuimos que tal objeto presentará una fuerza de atracción gravitacional.
Estos dos haces, mediante un mecanismo hipotético, orbitarán a una distancia concreta generando un movimiento angular sobre todas las partículas que se encuentren dentro del radio de influencia del campo gravitacional del mismo.
Imaginando que este haz del arma láser se proyectase sobre un medio fluido como el aire, inmediatamente un volumen constante de moléculas inherentes en este medio (N2 y O2 mayoritariamente) se verían atraídas hacia estos dos haces en rotación.
A raíz de esta acción gravitacional sobre las moléculas gaseosas podríamos plantear las siguientes preguntas:
- Si la materia está siendo atraída hacia los haces, ¿cómo interactuaría esta con el haz?
Las moléculas atraídas se verían expuestas a la acción gravitacional compuesta por ambos haces, por lo tanto, para facilitar los futuros cálculos e idealizaciones supondremos que existirá un único haz compuesto por la acción de ambos y situado en el eje de rotación de estos.
Una vez hecha esta simplificación, podríamos observar cómo las moléculas de este gas comenzaría a rotar alrededor del haz manteniendo la dirección angular. A su vez, conforme se aproximasen al eje de rotación, se verían cada vez más comprimidas teniendo lugar fenómenos de aumento de presión y temperatura. Lo que resultaría en una transformación de las fases materiales.
Estas moléculas pasarían de una fase gaseosa, a una fase supercrítica (donde gas y líquido no se pueden discernir) y, continuando en dirección al eje de atracción, cuando la energía en el conjunto fuese suficientemente alta como para disociar las moléculas e ionizar los átomos se formaría un plasma “caliente” (la denominación caliente o frío en el plasma dependerá de la temperatura a la cual se forme, en este caso, rondaría los 10.000 Kelvin o, aproximadamente, 9.800 Centígrados) A las fases que se formarían en los orbitales del haz se les denominará Capas de Tudela.
- Al igual que un agujero negro, ¿no absorbería todo el volumen gaseoso de la atmósfera?
No, los filamentos no atraerían infinitamente la materia que lo orbita debido al aumento de velocidad angular. Es decir, conforme la materia (con sus transformaciones correspondientes) se viera atraída hacia el eje de rotación, su velocidad angular aumentaría hasta que, llegado un punto, su vector de movimiento angular quedase totalmente perpendicular al eje de rotación. Por ello la materia orbitante no llegaría nunca a alcanzar los haces filamentosos.
Teniendo todo lo anterior en cuenta, continuaremos con el análisis termodinámico del conjunto de este arma:
Habrá que saber que un estudio termodinámico analizará la transferencia de energía desde un objeto hacia su medio a través de mecanismos de radiación, convección y conducción.
Para nuestro conjunto grávito-filamental tendremos en cuenta que el proceso con mayor repercusión energética será el mecanismo de radiación, mientras que la convección será significativa a partir de unos segundos a partir de la ignición del arma y la conducción únicamente la tendremos en cuenta en caso de entrar en contacto el haz con un objeto sólido, despreciándose para un medio fluido.
Además, todos los mecanismos termodinámicos dependerán directamente de la cantidad, cualidad y comportamiento del plasma orbitante generado alrededor del haz.
El mecanismo de radiación, como se comentaba con anterioridad, dependerá del plasma producido por la transformación de la fase gaseosa del aire. Este plasma emitirá una cantidad finita de energía en forma de radiación electromagnética (W) por área expuesta del mismo (m2).
Esta energía emitida interaccionará con el medio fluido que rodea el arma, produciendo dos efectos secundarios: la aparición de un plasma frío alrededor del haz y una onda de choque debido a la acción convectiva de esta energía interaccionando con las moléculas circundantes.
- La aparición del plasma frío será un fenómeno secundario debido a que esta radiación electromagnética (imaginemos una onda) será parcialmente absorbida por los átomos del aire (excitación de las capas electrónicas), e irá perdiendo potencia conforme se aleje del punto de emisión.
Entenderemos entonces que, la radiación emitida perderá energía conforme se aleje del punto de emisión siempre que se encuentre en un medio fluido. Para el caso del vacío, esta pérdida de energía respondería a otro mecanismo que no es caso de estudio.
El mecanismo de transferencia energética desde la radiación hacia el átomo de aire (en este supuesto) producirá una excitación en el equilibrio eléctrico del átomo, produciendo una pérdida de electrones, induciendo una ionización del átomo, la generación de una corriente eléctrica y un campo magnético. Esta ionización de los átomos más cercanos al haz del arma producirá la aparición de un plasma “frío”.
La producción o destrucción del plasma frío dependerá directamente de la densidad del medio circundante al haz. Por lo tanto, conforme el medio se caliente debido al proceso de transferencia radiactivo y, consecuentemente, se expanda, aparecerá el segundo mecanismo de transferencia energética, la convección.
- Esta convección resultante de la transferencia de energía producirá la aparición de flujos dentro del medio gaseoso. El flujo de este medio estará sujeto a la presión ejercida sobre las moléculas del aire, dependiente a su vez de la temperatura del medio (energía de los átomos) y el volumen de este. (Recordemos que los gases responderán de diferentes maneras ante la acción combinada del/la volumen-temperatura-presión)
Debido a la inmensa cantidad de energía emitida por el plasma caliente en el momento de la ignición, tendremos la aparición del segundo efecto secundario, la onda de choque.
Esta onda de choque será resultado de la súbita presión ejercida sobre las moléculas del aire circundante al haz, resultado de la radiación emitida. El efecto es similar al ocurrido con los rayos (grandes cantidades de energía transferida a través de dos puntos en instantes muy cortos)
Una vez el medio hubiese respondido a tal onda de choque, se producirían esas corrientes convectivas (flujo en el medio), que, a su vez, generarían cambios en el plasma frío secundario circundante al haz.
Este movimiento de estas masas de aire más frío (mayor densidad y menor velocidad) y más caliente (menor densidad y mayor velocidad/turbulencia) debido a las corrientes convectivas harían que apareciesen “parches” o “halos” intermitentes de plasma frío alrededor del haz grávito-filamental como resultado de la variación en la densidad del aire a poca distancia del plasma caliente.
Vemos como el hipotético comportamiento del arma reaccionaría con el medio de una manera muy característica. Sin embargo, mientras que todas estas suposiciones, cálculos e hipótesis resultan muy atractivas y visuales. Debemos recordar que el tirador que porte este arma también está compuesto por moléculas, que forman estructuras celulares simbióticas que trabajan directamente en contraposición a la entropía universal.
En conclusión, deberíamos tener muy en consideración cómo afectarían todos esos fenómenos físicos sobre la estructura molecular de la anatomía humana, ya no solo del tirador, sino de todos los seres que le rodeasen -incluyéndose al paciente-.
Huelga decir que ningún ser humano es capaz de soportar los efectos de la radiación electromagnética sostenida en el tiempo (véanse los efectos de la radiación sobre las diferentes personas que se han visto expuestas a diferentes fuentes radiactivas en la historia de la humanidad) Ni tampoco de un flujo convectivo a alta temperatura que rápidamente produciría daños físicos debido a la primera onda de choque y, posteriormente, quemaduras sobre toda el área anatómica expuesta cerca del arma.
Por lo tanto, creo razonable y necesario, que todos aquellos practicantes de la disciplina laserina tuviesen todo lo anterior en cuenta y se opusiesen en cuerpo y mente a una posible concepción futura del arma, en caso de llegar a ser factible su fabricación tal y como la entendemos aquí.
En imagen: Perfil de distribución de temperaturas del haz grávito-filamental desde la capa de plasma caliente en sentido perpendicular al eje longitudinal del arma.