La misteriosa malattia che ha afflitto il personale dell'ambasciata americana e gli ufficiali della CIA negli ultimi quattro anni a Cuba, Cina, La Russia e altri paesi sembrano essere stati causati da microonde ad alta potenza, secondo un rapporto diffuso dalle Accademie Nazionali. Un comitato di 19 esperti in medicina e altri campi ha concluso che ha diretto, l'energia a radiofrequenza pulsata è il "meccanismo più plausibile" per spiegare la malattia, soprannominata sindrome dell'Avana.

Il rapporto non chiarisce chi ha preso di mira le ambasciate o perché sono state prese di mira. Ma la tecnologia dietro le armi sospette è ben nota e risale alla corsa agli armamenti della Guerra Fredda tra gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica. Le armi a microonde ad alta potenza sono generalmente progettate per disabilitare le apparecchiature elettroniche. Ma come mostrano i rapporti sulla sindrome dell'Avana, questi impulsi di energia possono danneggiare le persone, anche.

In qualità di ingegnere elettrico e informatico che progetta e costruisce sorgenti di microonde ad alta potenza, Ho passato decenni a studiare la fisica di queste fonti, compreso il lavoro con il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Le armi a microonde a energia diretta convertono l'energia da una fonte di alimentazione, una presa a muro in un laboratorio o il motore di un veicolo militare, in energia elettromagnetica irradiata e la focalizzano su un bersaglio. Le microonde dirette ad alta potenza danneggiano le apparecchiature, in particolare l'elettronica, senza uccidere le persone vicine.

Due buoni esempi sono il progetto contro i missili avanzati a microonde ad alta potenza di Boeing (CHAMP), che è una sorgente a microonde ad alta potenza montata in un missile, e Tactical High Power Operational Responder (THOR), che è stato recentemente sviluppato dall'Air Force Research Laboratory per mettere fuori combattimento sciami di droni.

Origini della Guerra Fredda

Questi tipi di dispositivi a microonde a energia diretta sono apparsi sulla scena alla fine degli anni '60 negli Stati Uniti e nell'Unione Sovietica. Sono stati abilitati dallo sviluppo della potenza pulsata negli anni '60. La potenza pulsata genera brevi impulsi elettrici che hanno una potenza elettrica molto elevata, significa sia alta tensione, fino a pochi megavolt, sia grandi correnti elettriche, decine di kiloampere. È più tensione rispetto alle linee di trasmissione di energia a lunga distanza a più alta tensione, e sulla quantità di corrente in un fulmine.

I fisici del plasma dell'epoca capirono che se si potesse generare, Per esempio, un fascio di elettroni da 1 megavolt con una corrente di 10 kiloampere, il risultato sarebbe una potenza del raggio di 10 miliardi di watt, o gigawatt. La conversione del 10% di quella potenza del raggio in microonde utilizzando la tecnologia standard del tubo a microonde che risale agli anni '40 genera 1 gigawatt di microonde. Per confronto, la potenza di uscita dei tipici forni a microonde di oggi è di circa mille watt, un milione di volte inferiore.

Lo sviluppo di questa tecnologia ha portato a un sottoinsieme della corsa agli armamenti tra Stati Uniti e Unione Sovietica:un derby a microonde. Quando l'Unione Sovietica crollò nel 1991, Io e altri scienziati americani abbiamo avuto accesso agli acceleratori di potenza a impulsi russi, come il SINUS-6 che funziona ancora nel mio laboratorio. Ho avuto un fruttuoso decennio di collaborazione con i miei colleghi russi, che si è rapidamente conclusa dopo l'ascesa al potere di Vladimir Putin.

Oggi, la ricerca sulle microonde ad alta potenza continua negli Stati Uniti e in Russia, ma è esplosa in Cina. Ho visitato laboratori in Russia dal 1991 e laboratori in Cina dal 2006, e l'investimento effettuato dalla Cina sminuisce l'attività negli Stati Uniti e in Russia. Decine di paesi hanno ora programmi di ricerca sulle microonde ad alta potenza attivi.

Tanta potenza, poco calore

Sebbene queste sorgenti a microonde ad alta potenza generino livelli di potenza molto elevati, tendono a generare brevi impulsi ripetuti. Per esempio, il SINUS-6 nel mio laboratorio produce un impulso di uscita dell'ordine di 10 nanosecondi, o miliardesimi di secondo. Quindi, anche quando si genera 1 gigawatt di potenza in uscita, un impulso di 10 nanosecondi ha un contenuto energetico di soli 10 joule. Per mettere questo in prospettiva, il forno a microonde medio in un secondo genera 1 kilojoule, o mille joule di energia. Di solito ci vogliono circa 4 minuti per far bollire una tazza d'acqua, che corrisponde a 240 kilojoule di energia.

Questo è il motivo per cui le microonde generate da queste armi a microonde ad alta potenza non generano notevoli quantità di calore, figuriamoci far esplodere le persone come patate al forno nei forni a microonde.

L'elevata potenza è importante in queste armi perché la generazione di una potenza istantanea molto elevata produce campi elettrici istantanei molto elevati, che scala come radice quadrata della potenza. Sono questi campi elettrici elevati che possono disturbare l'elettronica, ecco perché il Dipartimento della Difesa è interessato a questi dispositivi.

Come colpisce le persone

Il rapporto delle National Academies collega le microonde ad alta potenza agli impatti sulle persone attraverso l'effetto Frey. La testa umana funge da antenna ricevente per le microonde nella gamma di frequenze basse dei gigahertz. Gli impulsi delle microonde in queste frequenze possono indurre le persone a sentire suoni, che è uno dei sintomi riportati dal personale statunitense interessato. Altri sintomi che i malati di sindrome dell'Avana hanno riportato includono mal di testa, nausea, perdita dell'udito, vertigini e problemi cognitivi.

Il rapporto rileva che i dispositivi elettronici non sono stati interrotti durante gli attacchi, suggerendo che i livelli di potenza necessari per l'effetto Frey sono inferiori a quelli che sarebbero necessari per un attacco all'elettronica. Ciò sarebbe coerente con un'arma a microonde ad alta potenza situata a una certa distanza dai bersagli. La potenza diminuisce drasticamente con la distanza attraverso la legge dell'inverso del quadrato, il che significa che uno di questi dispositivi potrebbe produrre un livello di potenza sul bersaglio che sarebbe troppo basso per influenzare l'elettronica ma che potrebbe indurre l'effetto Frey.

I russi ei cinesi possiedono certamente le capacità di mettere in campo sorgenti a microonde ad alta potenza come quelle che sembrano essere state utilizzate a Cuba e in Cina. La verità su ciò che è realmente accaduto al personale statunitense a Cuba e in Cina, e perché, potrebbe rimanere un mistero, ma la tecnologia più probabilmente coinvolta proviene dalla fisica dei libri di testo, e le potenze militari del mondo continuano a svilupparlo e dispiegarlo.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.