ReznoVV

Ещё не забываем про фокусное расстояние.

ReznoVV
Хотел добавить в пост, но не был уверен. Предположен, он не импульсный, а целую секунду долбит - многое это меняет?

Как написано в посте, можно даже счесть, что он расплавится после применения, но главное, чтобы этот расплав не долбануло обратно на стрелка:) Т.е. можно считать, что лазер одноразовый, предполагаю, что больше одного выстрела такой штуке не надо, благо его назначение - именно поражение цели, защиту которой можно в принципе пробить.

Будет ли поражающее действие вокруг пути луча? Честно говоря, я и про молнию хз, что вокруг неё, обычно все фокусируются на том, что происходит с целью молнии. Я понял, что эффектов всяких много, но вот насколько они поражающие?

Ага! То есть, имеет смысл как раз импульсами стрелять. Может быть, даже само устройство будет... эм, как бы патроном. Выстрелил - оно полурасправилось и автоматически выбросилось вперёд - поставил следующий "патрон" - выстрелил - и т.д.

Вау, это было совсем не очевидно, спасибо большое! Очень важная инфа.

Среднесрочная меня слабо интересует, как я понимаю, если, условно, узкий луч не попадёт в жизненно важный орган, то это даже ещё не смерть? В смысле, вторичные эффекты типа микровзрывов, не уничтожат тело живого существа, а только... добавят травм, не более того?

Вот тут начинаются у меня сложности, в смысле, а какую энергию выбрать? Чем больше, тем эпичнее?:) Может ли импульс достигать чего-то значимого в принципе или можно не считаться в принципе?

Логично. Но туда можно в любом случае что-то испаряющееся, по тому же принципу, по которому покрытие против перегрева на космические корабли делают, верно? Тем более что устройство предполагается одноразовое.

Вообще даже не "существуют", а могут ли в принципе существовать линзы для гамма-излучения, кстати? Это так, в сторону, всё равно устройство будет "магическое", в смысле, без объяснений работы.

Википедия говорит, что частота гамма-фотонов - это 6⋅10^19. Получается, что импульс одного будет 6⋅10^19*h/с, т.е. 6⋅10^19 * 6,6*10^(-34) / (3 * 10^8) = 13,2 * 10^-23 кг*м/с

Допустим, теперь надо домножить 13,2 * 10^-23 кг*м/с на N - число фотонов. Но где их взять??? В смысле, хотя бы прикидочно. Нет идей.

Матемаг
Ключевое – конструкция лазера за секунду не должна испариться. Что для сколько-то реалистичных лазеров такой мощности означает просто колоссальные вложения (и по массе, и по энергии) в систему охлаждения. Уж больно энергетически несовершенна покамест трансформация электрической или химической энергии в излучение. Ну, и эффективность лазера будет пониже – перегретая плазма явно менее проницаема для гамма-излучения, чем воздух при н.у.

"Вокруг" – это насколько далеко? В радиусе первых сантиметров от миллиметрового пучка будет и ударная волна, и резкий рост температуры на сотни градусов как минимум, и ионизирующее излучение (причём разной природы – свой вклад внесёт и комптоновский эффект, и аннигиляция электрон-позитронных пар, и фотоэффект), и ненулевые наведённые токи. Для живого – ожоги, временная слепота и баротравмы, для техники – выход из строя всей неэкранированной электроники и сбои в электрике, термические повреждения корпуса. Но уже в полуметре от траектории импульса эффекты будут куда менее опасными: плотность энергии сама по себе падает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника (т.е. траектории импульса), да ещё и ненулевая плотность воздуха помогает тормозить всякую переизлучённую гадость. Длина свободного пробега даже высокоэнергетических частиц с МКТ-температурами в миллионы градусов в воздухе не очень большая, на самом-то деле.

В сантиметрах от траектории луча – весьма серьёзно, в десятках сантиметров – неприятно для живых существ (мгновенно – как взрыв светошумовой гранаты, отложенно – всякие риски могут быть с онкологией и прочими прелестями ионизирующего излучения), в метрах – разве что дискомфортно, яркая вспышка и шум (если импульс достаточно долгий, чтобы ударная волна перегретой плазмы успела сформироваться и достичь звуковых частот).

Если устройство условно магическое. Потому что реальные гамма-лазеры имеют КПД в доли процента. Насколько я знаю, до экспериментального воплощения дошли только лазеры на эффекте Мёссбауэра, а там всё крутится вокруг короткоживущих изотопов, так что и физика, и химия крайне сложные, да ещё и неэффективные в энергетическом смысле. То есть для выстрела, способного пробить условную броню, сам лазер должен не то, что расплавиться, а испариться от теплового излучения.

Раневой канал, ага. На коротких отрезках времени это может быть даже менее травматично, чем попадание из современного огестрела. Пучок узкий, останавливающее действие у него околонулевое, края раны самоприжигаются. Да и ионизация там не ужасно огромная будет, люди вон, головы в работающий магнетрон засовывали и живыми оставались, а это явно сильно хуже всей вторичной дряни от гамма-лазера. Не эксперт, но вот чисто по физике попадание из АК/AR практически в любую область человеческого тела несёт для цели ощутимо больше рисков, чем попадание из описанного гамма-лазера. Ну, а сердце, головной мозг и магистральные артерии что так, что этак означают мгновенную смерть.

Легко считается. Допустим, мы хотим пробить 20 мм брони и поразить цель за ней. Это, если что, современная крупнокалиберная снайперская винтовка или крупнокалиберный же пулемёт патронами с вольфрамовыми сердечниками нормально делают. Сталь нам для этого надо натурально испарить. Температура кипения железа (да-да, считаем грубо, у броневой стали значения будут отличаться, но не по порядку величины) – 3200 С, удельная теплота парообразования – 6,12 МД/кг. Прежде, чем испарять жидкое железо, его нужно расплавить – на этом нам потребуется скромные 84 кДж/кг при 1400 С (берём среднее значение температуры плавления стали, у броневых сталей оно побольше будет). Что твёрдую, что жидкую сталь надо нагреть. Удельная теплоёмкость для стали около 460 Дж/кг*С, жидкого железа – около 2 МДж/кг*С (само собой, оба значения нелинейно зависят от температуры, я просто беру среднее по справочникам). Итого, с н.у. до пара нам надо:

E = (1400*0,46+1800*2+6,12+0,084)*m МДж энергии.

Массу m посчитаем для цилиндра высотой 20 мм (будем считать, что мы проплавляем броню по нормали, а не под углом к горизонту) и радиусом 1 мм. Это 62,8 мм3, т.е. 6,28*10^(-8) м3. При плотности стали 7860 кг/м3, имеем массу в 4,936*10^(-4) кг. Полграмма, грубо говоря. Подставляем это значение в формулу выше и имеем:

E = 2125 кДж

Естественно, даже если магический лазер идеален, никуда не деваются потери – на превращение воздуха в плазму, на рассеяние излучения и комптоновский эффект, на нагрев области вокруг прожигаемого канала. А ведь кроме пробития брони нужно ещё нанести какой-то урон объекту за бронёй, поджечь его хотя бы, что ли. В общем, думаю, искомую энергию можно смело умножать раз в пять, то есть для такой задачи нам надо около 10 МДж энергии.

Для сравнения, дульная энергия КСВК или Barrett M82 – около 17 кДж, Browning M2 или "Корда" – около 20 кДж. То есть проламывать броню механическим путём на три порядка более выгодно, чем испарять лазером. Ну, и дырка от лазера будет иметь диаметр 2 мм, а от крупнокалиберной пули – никак не меньше 20 мм (при проламывании брони отверстие всегда ощутимо крупнее диаметра самой пули).

Делим отысканные 10 МДж на скорость света и имеем импульс около 0,03 Нм. Лёгонький такой толчок. Как если у вас с ладони лягушка спрыгнула.

Матемаг
Конечно, вполне себе существуют и используются. Там какие-то хитрые дифракционные механизмы применяются или многократные переотражения на специальных кристаллах под сверхмалыми углами. Короче, надо изрядно извратиться, но сделать можно. Гамма-телескопы сравнительно давно просторы космоса изучают, там такие линзы используются. Другое дело, что тепловое рассеяние при отражении испарит любую реальную линзу при попытке сфокусировать ею сколько-то значимый поток энергии. Но если мы каким-то образом уместим всю нужную энергию в аттосекундный импульс, то и ладно.

ReznoVV
Просто заранее скажу большое спасибо за то, что отвечаете на такие посты! Прям "что бы я без вас делал!", не иначе.

Первое меня не парит, устройство "волшебное" плюс его не жалко, а вот второе - это другой разговор, да. Получается, импульс будет очень коротким. Выглядит непринципиально - для наблюдателя со стороны наносекундный импульс от пикосекундного вряд ли отличается.

Ага, т.е. точность выстрела должна быть всё-таки хорошей, попасть надобно, иначе максимум ошеломит (в краткосрочной перспективе).

Ну да, условно магическое. В плане охлаждения тоже. О том, что в реале нету гамма-лазеров, знаю, поэтому заранее выбрал "магичность" устройства, иначе не взлетит.

А взрывное испарение крови в раневом канале не будет? В смысле, если будет, это уже не обычный ожог получится. Пострашнее, чем пуля. Всё-таки вокруг луча кровь тепло поглотить и мгновенно расшириться успеет же, верно?

Блин, пойти от итогового эффекта я не догадался!

Это правда. Только от кинетики любого типа есть магические щиты (начиная со старого доброго "протего"), а вот с лазером поинтересней будет!

И если я задеру энергию в десяток-другой раз, то толчок будет ощутимый, но не более того, понятно.

ReznoVV
Т.е. в целом выгодней и для работы устройства, будь оно трижды магическим, и для эффективности поражающего эффекта умещать импульс в как можно меньший отрезок времени, правильно?

Матемаг
Рад помочь!

Так и пуля в теле человека обычно не аккуратный раневой канал своего диаметра оставляет. А испарение. Ну, сколько там крови будет в миллиметровом канале, если не попасть в крупные сосуды, сердце и печень? Доли миллилитра. Входное и выходное отверстия открыты, большая часть пара может пройти через них. Что-то, несомненно, внутренние повреждения нанесёт, но вряд ли они затронут больше сантиметра от раневого канала.

Мы ж не в фильме Тарантино)) Средний объём человека – ну, пусть 60 литров. Объём крови в нём – литра 4-5. Раневой канал диаметром 2 мм (где кровь будет именно что испаряться) и длиной 30 см (фронтальная проекция брюшной полости, например) имеет объём около 1 мл. То есть крови там будет чисто статистически порядка 0,1 мл. Плотность водяного пара при н.у. (сильнее расшириться перегретой плазме всё равно эластичность окружающих тканей вряд ли даст) около 0,6 кг/м3, плотность воды – 1000, т.е. расширение будет где-то в 1700 раз. То есть 0,1 мл крови превратится в 170 мл пустого пространства. Это прямо в максимальном случае, так-то в реальности солидная часть пара будет стравлено через входное и выходное отверстие. Немало, но вполне на уровне раневых каналов от АК/AR. И это, повторюсь, оценка сверху, в реальности повреждения были бы ниже.

Если задерёте в сто, будет примерно похоже на отдачу при выстреле из пистолета, ага.

Матемаг
Ага. Все поражающие характеристики-то чисто от энергии зависят (ну, на диапазоне времён от аттосекунд до микросекунд, в смысле, и на таких энергиях, где у нас в любом случае всё испаряется), а побочные эффекты – как раз от времени. Чем меньше времени длится импульс, тем меньшая доля энергии тратится на бесполезные для нас побочные эффекты.

Сейчас придёт Варро, и обьяснит, что у Матемага неправильно лазер придуман. }:->

ReznoVV
:)

Но, по идее, если задеть _любую_ артерию, например, если бедреную, то будет бабах и минус нога?

Где-то слышал, что в тех фильмах как раз крови _недостаточно_, хотя и больше, чем в обычных фильмах того же типа. Вроде бы как реалистичное количество крови слишком большое, чтобы зритель поверил, поэтому пришлось ограничиваться. 5 литров крови - это, так-то, дофигища...

Ага, принято.

Сойдёт, надо, короче, дать злодею энное количество одноразовых "гамма-пистолетов". Можно даже сделать их испаряющимися от выстрела, потому что злодей довольно прочный. Или найти миньона попрочней. И затем можно будет, наконец, пойти убивать героиню, да! Осталось придумать, как она выживет... или не выживет? В общем, можно писать!

Принято, спасибо.

Asteroid, что не так с загадочным человеком по имени "Варро"?

Матемаг
Это если её вдоль поджарить)) А если поперёк, что статистически гораздо более вероятно – просто несколько более серьёзные внутренние травмы. Другое дело, что из-за дырки в крупной артерии человек "вытечет" до утраты возможности оказания самопомощи секунд за сорок, безотносительно того, чем именно вы его дырявить планируете, гамма-лучом, пулей или кухонным ножом. А из-за резкого расширения испаряющейся крови края разрыва артерии точно не спекутся (там ещё и давление по меркам человека довольно большое), так что травма будет жизнеугрожающая даже без оторванных конечностей.

Так и человек немаленький))

Гамма-кванты – та ещё пакость. Никакое неволшебное зеркало от них не спасёт.

ReznoVV
А, понятно.

Ну да, прост с мертвеца натекает много больше, чем в фильмах обычно показывают, - я такое слышал. Сам не проверял:)

Тут главное - чтобы не задело мозг. У чувихи есть ну не регенерация, а скорее осознанная способность к самоисцелению и некоторая независимость от состояния тела (до "умерло тело - ничего страшного" ещё очень далеко, но уже некоторая защита от травм нервной системы, в т.ч. болевого шока). Проблема ещё и в том, что с злодей об этом осведомлён (как минимум примерно), а лазерный луч летит со скоростью света... Т.ч. даже если волшебное зеркало вдруг найдётся, его ещё надо скастовать. Ладно, даже не так - ещё надо успеть осознать, что в тебя стреляют, лол. Гамма-лазером можно и через стену стрельнуть ведь, если энергии импульса хватит, - по внешнему наведению...

Матемаг
Не обращай внимания.

Помнится, я встречал фантастические заклепки для лазерного оружия, где для основного луча в атмосфере всячески извращались и "прожигали" канал... Т. е. разной формы и длинны волны короткие импульсы, индивидуально обсчитанные для конкретной дальности до цели и параметров газа...

А ещё можно взять и открыть мааааленький портал в джет пульсара. С гаммой и ещё и релятивистской кашей из всякого разного.

Тут следует учесть ещё и рассеяние вторичного излучения в биологической ткани. Может и смертельную дозу радиации получить.

Marlagram
Нельзя, в искомом месте не работают порталы. Совсем. Любого типа. Метафизический запрет. В теории пробить его можно, на практике таких товарищей там нет.

финикийский_торговец
Но это же немгновенный эффект? Т.е. не сразу смерть, а смерть через часы, так? А если не сразу смерть, то не канает, надо сразу смерть:) Самовосстанавливающиеся цели - они, гады, такие, их надо сразу убивать, не то восстановятся!