Hải quân Mỹ phát triển vũ khí laser hủy diệt mới

Tập đoàn Raytheon đang nghiên cứu thử nghiệm loại vũ khí chùm tia laser điện tử FEL (*) có khả năng tiêu diệt các mục tiêu trong cự ly gần.

(* FEL Free Electron Laser - chùm tia laser điện tử tự do)

Nếu thử nghiệm thành công, vũ khí mới sẽ là nền tảng cho hệ thống phòng thủ tầm gần trên các chiến hạm của hải quân Mỹ.

Các thử nghiệm ban đầu cho thấy, vũ khí chùm tia laser điện tử có khả năng bắn hạ các UAV từ boong tàu.

Chùm tia laser điện tử tự do có thể được ứng dụng vào hệ thống phòng thủ cho các chiến hạm.

Nguyên tắc hoạt động

Khác với tia laser thông thường được tạo ra bằng cách sử dụng các lăng kính ngược và vật liệu đặc biệt để tập trung cường độ ánh sáng, việc tạo ra chùm tia laser điện tử có bản chất là một chùm electron được gia tốc tới gần tốc độ ánh sáng, khi đi qua một bộ dao động từ trường ngang.

Bộ dao động này được tạo ra bằng cách sắp xếp các nam châm xoay cực trong một bộ phận cộng hưởng quang học, dọc theo đường đi của chùm tia điện tử. Các xung từ trường ngang trong hộp cộng hưởng quang học bẻ cong chùm tia electron theo quỹ đạo hình sin.

Ở đó, sự tăng tốc của các electron dọc theo hộp cộng hưởng quang học là kết quả của việc giải phóng các photon. Sự tương tác giữa các electron và hộp cộng hưởng quang học tạo ra chùm tia laser điện tử. Bộ phận này hoạt động như một máy gia tốc hạt, làm cho chùm tia điện tử mạnh hơn.

Cường độ của chùm tia laser điện tử có thể được điều chỉnh thông qua cường độ của chùm tia electron và tốc độ của chùm tia trong hộp cộng hưởng quang học.

Minh họa nguyên lý hoạt động của cơ chế tạo ra chùm tia laser điện tử tự do.

Với laser thông thường, cần tập trung cường độ ánh sáng để nung nóng một vật và phá hủy chúng. Còn cơ chế hủy diệt của chùm tia FEL là sự kết hợp giữa cường độ ánh sáng với khả năng bắn phá của electron nhằm phá hủy mục tiêu. Thời gian để phá hủy mục tiêu cũng nhanh hơn thông qua việc điều chỉnh cường độ của chùm tia laser điện tử.

Ứng dụng các thành tựu của các kim phun điện tử mới, làm cho chùm tia điện tử được duy trì trong thời gian lâu hơn, đồng nghĩa với cường độ của chùm tia laser điện tử sẽ mạnh hơn. Thời gian ngắt quãng giữa hai lần bắn cũng ngắn hơn so với laser thông thường.

Hiện tại, công suất của chùm tia laser điện tử được tạo ra đạt 14kW. Các nhà nghiên cứu đang tích cực làm việc để tăng công suất của chùm tia laser điện tử lên 100kW. Khi đó FEL sẽ trở thành một vũ khí phòng thủ tầm gần hiệu quả.

Thậm chí, tương lai các nhà khoa học đang hy vọng tăng cường độ chùm tia laser điện tử lên 1MW, lúc đó hệ thống sẽ có khả năng tiêu diệt các mục tiêu xa hơn. Nếu các thử nghiệm thành công, đây sẽ là một bước đột phá của vũ khí công nghệ cao.

Với một chùm tia laser điện tử có tốc độ của ánh sáng, năng lượng của dòng điện lớn, nó sẽ có khả năng phá hủy bất kỳ mục tiêu nào trong thời gian ngắn, hơn các loại vũ khí thông thường hiện nay.

FEL được nhà khoa học John Madey ĐH Stanford phát minh vào năm 1976, các ứng dụng ban đầu được sử dụng trong lĩnh vực y tế để phẫu thuật giác mạc cho các bệnh nhân bị tật khúc xạ. Các ứng dụng cho quân sự bắt đầu được nghiên cứu vào năm 2009. Hải quân Mỹ dự định sẽ đưa vào sử dụng FEL vào năm 2018.

Quốc Việt
(theo Popsci, Wired)