о новых физических принципах бытия

http://golos-dobra.livejournal.com/1506894.html

### о новых физических принципах бытия

...
Совсем другим примером из ядерной эры является развертывание Соединенными Штатами и Советским Союзом во время холодной войны разделяющихся головных частей индивидуального наведения (РГЧ ИН) как на межконтинентальных баллистических ракетах, так и на баллистических ракетах подводных лодок (МБР и БРПЛ). Размещение РГЧ на межконтинентальных баллистических ракетах в американских или советских шахтах, уязвимых для ядерного удара первого удара, является стратегически дестабилизирующим, поскольку противник может надеяться уничтожить много боеголовок на каждой ракете шахтного базирования, затратив лишь одну или две свои боеголовки – тем самым соблазняя противника нанести удар первым. Но развертывание той же технологии на аналогичных ракетах межконтинентальной досягаемости в явно неуязвимом подводном баллистическом атомном (ПЛАРБ) флоте США менее опасно для стратегической стабильности, поскольку практически невидимые американские ПЛАРБ не соблазняют нанести первый удар. (БРПЛ с РГЧ могут по-прежнему негативно влиять на стабильность, увеличивая опасения противника перед сокрушительным первым ударом)
Это демонстрирует, что дестабилизирующие эффекты новой технологии могут фактически усугубляться или смягчаться путем развертывания и выбора доктрины.
Я определяю «новую» технологию как такую, которая еще не была широко развернута вооруженными силами какой-либо страны, так что ее влияние на стратегическую стабильность все еще в значительной степени ожидаемо. По этому определению, например, наземная система противоракетной обороны (GMD) не является новой технологией. Действительно, существенные улучшения в способности GMD отличать боеголовки от ложных целей, или решения о развертывании гораздо большего количества перехватчиков, или даже объявленные изменения доктрины могут иметь серьезные последствия для стратегической стабильности. Но есть много используемых в настоящее время технологий, для которых качественные улучшения или количественное расширение могут иметь такие последствия, и с практической точки зрения я предпочитаю не включать эти многочисленные возможности в это обсуждение. По моему принятому определению, хотя «кибероружие», как сообщается, уже использовалось в различных контекстах — от нацеливания на урановые центрифуги до вмешательства в национальные выборы — их самое большое потенциальное влияние в войне остается не продемонстрированным и скрытым.
Поэтому такие технологии будут включены сюда.
Даже с учетом ограничений, налагаемых нашим определением, список новых технологий, которые могут быть идентифицированы как имеющие потенциальные значительные последствия для стратегической стабильности, велик. К ним относятся широко применимые вспомогательные технологии, такие как искусственный интеллект (ИИ), биотехнологии (особенно генная инженерия и синтетическая биология), а также квантовые вычисления и криптография. Они включают категории противокосмического оружия, включая кинетическое оружие, некинетическое физическое оружие (мощные лазеры и микроволны), кибероружие, а также электронные помехи и спуфинг. транспортные средства (HGV), гиперзвуковые крылатые ракеты (HCM) и малозаметные стратегические автономные системы. И они включают системы или средства, которые могут помочь нанести первый удар, например, технологии постоянного наблюдения для отслеживания мобильных ракет, детекторы антинейтрино. для отслеживания подводных ПЛАРБ и некоторых аспектов противокосмического и кибероружия...
которые могли бы в принципе изменить основы многосторонних стратегических отношений, таких как лазерное разделение изотопов для обогащения урана...
Это широкий спектр технологий, которые необходимо учитывать. Даже если мы ограничим стоящую перед нами задачу, ограничив обсуждение теми технологиями, которые могут получить значительное распространение в течение следующих двадцати лет, это, вероятно, исключает только использование антинейтрино для обнаружения ядерных реакторов подводных лодок...
В этом эссе я также ограничу обсуждение случаем крупных ядерных держав. Поэтому я не буду рассматривать, например, распространение технологии лазерного обогащения.
Российские и китайские мобильные межконтинентальные баллистические ракеты представляют собой потенциально живучий ответ на революцию в точности стратегических систем США. Боеприпасы мощностью в несколько сотен килотонн, которые предположительно упадут в пределах ста метров от их цели, нейтрализуют любую степень защиты, поэтому уничтожение большинства МБР шахтного базирования с первого удара кажется правдоподобным.
Одно из решений этой дилеммы состоит в том, чтобы сделать межконтинентальные баллистические ракеты мобильными ( хотя и незащищенными), так что они не могут быть успешно нацелены и уничтожены. Огромные объемы данных, которые будут возвращены в результате постоянного мониторинга всей соответствующей дорожной сети мобильных межконтинентальных баллистических ракет противника, обязательно проанализированных ИИ, станут одним из воплощений новой революции в военном деле, которая выходит за рамки точности, чтобы включать надежные и рутинная локализации целевых сил противника в режиме, близком к реальному времени. Если бы такая схема когда-либо заслуживала доверия, она была бы таковой в первую очередь в менее сложном случае с Северной Кореей, чем в случае с Россией или Китаем. большое количество спутников (иногда называемых «роями») должно быть развернуто, чтобы обеспечить почти непрерывный охват обширных территорий.
Уже начатое развертывание спутников указывает на то, что эта идея не может быть невероятной в двадцатилетней временной шкале...
для создания космической системы интернет-коммуникаций под названием «Старлинк». SpaceX надеется развернуть двенадцать тысяч таких спутников на трех оболочках низких околоземных орбит, из которых к середине 2020-х годов на орбите будет находиться более двух тысяч, а возможное окончательное расширение — до сорока двух тысяч. Размер этой группировки можно сравнить с примерно 2100 активных спутников, вращающихся вокруг Земли в августе 2019 года. Starlink не осуществляет наземное наблюдение, но его числовая шкала показывает, что это возможно. На самом деле, частный сектор уже выводит на орбиту огромное количество спутников наблюдения. Более трехсот миниатюрных спутников Planet Labs теперь ежедневно контролируют всю территорию Земли с разрешением от трех до пяти метров; веб-сайт компании обещает «постоянный глобальный мониторинг с малой задержкой для оперативного предоставления разведывательных данных» в целях обороны и разведки.
А Capella Space запускает на полярных орбитах группу из сорокакилограммовых спутников с радиолокационными изображениями, которые обеспечат всепогодный «почасовой охват каждой точки на Земле с субметровым разрешением».
Ни одна из этих группировок не делает и не предназначена для того, чтобы отслеживать текущие позиции российских или китайских мобильных межконтинентальных баллистических ракет. Чтобы достичь этой цели, потребуется постоянное всепогодное изображение над головой для почти непрерывного наблюдения за обширными территориями в сочетании с искусственным интеллектом, способным просеивать и интерпретировать огромный набор данных, которые будут возвращены почти в реальном времени. Даже в этом случае возникнут законные вопросы об эффективности оборонительных мер: умные способы скрыть мобильные мобильные силы, в том числе простое использование определенной местности или туннелей; наводнение дорог приманками; или используя кибер, глушение или другие методы, чтобы взломать или ввести в заблуждение спутниковые созвездия
вероятно, будет дестабилизирующим с точки зрения стран, которые считают себя мишенью
Даже если бы такое созвездие было открыто предназначено для других целей, потенциальные противники могли бы строить планы исходя из предположения, что оно либо все же предназначалось для поддержки первого удара, либо могло бы в будущем, при изменении доктрины, быстро стать таковым. . Этот вывод, вероятно, был подкреплен аналогией в решении Соединенных Штатов в своем Обзоре противоракетной обороны за 2019 год прямо заявить, что «политика, стратегия и возможности» американской противоракетной обороны должны также учитывать предполагаемые передовые российские и китайские системы доставки. , а не только ракеты Северной Кореи и Ирана.
Некоторые защитные меры, которые Китай и Россия, вероятно, предпримут в ответ на такие рои наблюдения с поддержкой ИИ, будут дестабилизирующими. Создание множества мобильных ложных целей само по себе было бы стабилизирующим, затруднив выполнение первого удара, даже в то время как контроль над стратегическими вооружениями и в целом стабилизирующие достоверно известные количественные знания, которые приходят с ним, стали бы более трудными для выполнения. Защитные усилия по подавлению, ослеплению или киберповреждению большого количества целей в спутниковых группировках могут быть истолкованы как прелюдия к использованию ядерного оружия, а не как мотивация, способствующая выживанию ядерных целей. И страна, за которой ведется наблюдение, может решить, что даже ее мобильные пусковые установки настолько уязвимы, что их использование должно включать возможности и доктрину, подходящие для пуска по предупреждению.
Теперь оцените этот сценарий с точки зрения элементов приведенной выше схемы. Сочетание наблюдения, воспринимаемого как угроза для мобильных систем второго удара, гиперзвукового оружия, способного быстро поражать обнаруженные мобильные системы до того, как их местоположение будет потеряно, а также противокосмического и кибероружия, предназначенного для ослабления либо этого наблюдения, либо его командование и контроль (элемент структуры, учитывающий возможность неправильного истолкования использования технологии как подготовки к нанесению первого удара) было бы опасным зельем. В обычной войне многие из этих возможностей были бы
причин, отличных от первого ядерного удара, но в среде, в которой решения все чаще приходится принимать с «машинной скоростью», поскольку системы с искусственным интеллектом потребуют от каждой стороны одинаковой скорости принятия решений и действий или окажутся в невыгодном положении. Даже если бы это не делалось автономно, а люди оставались бы в цикле или, по крайней мере, в нем, объем данных, которые будут обрабатываться, интерпретироваться и представляться ИИ, мог бы привести к предвзятости автоматизации, когда люди отказываются от суждений в пользу интеллектуальной системы поддержки принятия решений. системы, в которой они могут чувствовать, что у них нет другого выбора, кроме как доверять ИИ. Этот ландшафт кажется почти созданным для реализации критериев теории обычных аварий, изложенных в приведенной выше структуре (учитывая, будет ли сценарий развертывания технологии удовлетворять критериям для нормальной аварийной ситуации), предполагая разумную вероятность неправильного толкования или ошибок, которые в этом контексте могут привести к ядерной эскалации.
-----
Антинейтрино представляют собой электрически нейтральные, почти безмассовые элементарные частицы, образующиеся в больших количествах в активной зоне ядерных реакторов и при ядерных взрывах.
концепция использования антинейтрино для контроля реактора впервые была предложена Микаеляном, а Ровенский эксперимент одним из первых продемонстрировал корреляцию между потоком антинейтрино реактора, тепловой мощностью и выгоранием топлива. Несколько членов первоначальной ровенской группы продолжают развивать технологию обнаружения антинейтрино, например...
только около 63% потока космических лучей на земной поверхности приходится на мюоны, остальное приходится на нейтроны, электроны/гамма-лучи и другие адроны. Приблизительно ниже 5 мвэ мюонная составляющая фона доминирует в общем потоке, поскольку большая часть адронного потока отсеивается. В этом случае космогенный антинейтриноподобный фон возникает в основном из-за вторичных быстрых нейтронов, индуцированных этими мюонами, когда они проходят через детектор и близлежащие материалы. Выше 5 мвэ сложные во времени и пространственно протяженные ливни космических лучей, возникающие в результате адронных взаимодействий, еще больше усложняют проблему подавления фона.
В небольших детекторах заряженные компоненты фона космических лучей (мюоны, электроны, протоны и пионы) относительно легко подавить с помощью толстых пассивных экранов или методов вето, сохраняя при этом хорошую эффективность сигнала. Однако для детекторов массой 100 или 1000 тонн необходимость наложения вето на сигналы, возникающие от типичных потоков космических лучей 1-2 x 10 2 м-2 с-1, с окнами вето, имеющими типичную продолжительность 100 микросекунд или более, быстро увеличивает мертвую зону. -время до невыносимого уровня. Например, кубический 100-тонный сцинтилляционный детектор на поверхности Земли будет иметь 65% мертвого времени, обусловленного только мюонами, при условии вето-окна в 100 микросекунд. Детектор объемом 1000 тонн будет иметь 100% мертвое время с тем же окном вето.
Часть фона в поверхностном детекторе возникает из-за вторичных нейтронов, образующихся в результате адронных взаимодействий в атмосфере и мюонных взаимодействий с окружающими материалами. На уровне моря поток космогенных вторичных нейтронов примерно в 100 раз больше, чем он был бы после всего около 4 м скальной породы. Эти высокие уровни фона подтверждают, что основной проблемой при разработке поверхностного или приповерхностного детектора среднего поля является подавление космогенного фона в детекторе, и что простых стратегий вето будет недостаточно из-за мертвого времени, которое влечет за собой эти стратегии.
Здесь мы описываем некоторые возможные подходы к уменьшению фона на малых глубинах при сохранении приемлемого мертвого времени. Наиболее перспективными направлениями являются:
сокращение мертвого времени путем наложения вето только на сегменты всего детектора, а не на весь детектор. улучшенная идентификация типов частиц для позитрона и нейтрона в начальном и конечном состоянии.
Одним из способов достижения обеих целей является использование высокосегментированного детектора и использование двух типов сцинтилляторов — первый чувствителен в первую очередь к нейтронам, а другой — к электромагнитным взаимодействиям. Сегментация сохраняет скорость космического вето локальной и управляемой, тем самым уменьшая эффекты мертвого времени, поскольку после фонового взаимодействия необходимо наложить вето только на небольшие участки детектора. Разумный выбор сегментации также позволит отклонить доминирующие сигналы быстрых нейтронов в детекторе. Использование двух сцинтилляторов позволяет идентифицировать частицу событие за событием, обеспечивая более точную идентификацию пары позитрон-нейтрон, которая характеризует взаимодействие антинейтрино. Ниже мы представляем один возможный дизайн, который служит для освещения некоторых направлений исследований и разработок, представляющих интерес.
Возможная конструкция сегментированного детекторного элемента,
включающего функции идентификации частиц.
Конструкция состоит из ряда ячеек с жидким сцинтиллятором, стенки которых покрыты чувствительным к нейтронам сцинтиллятором, таким как 6LiZnS(Ag). Поскольку ZnS является неорганическим сцинтиллятором, сигнал, создаваемый поглощением нейтронов (тритон, 3H и альфа-частица с общим значением Q 4,8 МэВ), не сильно гасится, как это было бы в органическом сцинтилляторе. В результате световой сигнал, создаваемый взаимодействием нейтронов, очень велик. Наоборот, диапазон в сцинтилляторе альфа и тритона очень мал (
=====
Кристофер Ф. Чайба — профессор астрофизических наук и международных отношений Принстонского университета. Он является сопредседателем проекта «Ответ на вызовы новой ядерной эры» в Американской академии, а ранее работал в штатах Совета национальной безопасности и Управления по научно-технической политике, а также в качестве члена Совета советников президента по науке и технологиям.
CONTINGENCY AND THE COSMIC PERSPECTIVE
CHRISTOPHER CHYBA
Существуют пределы, за которые нельзя распространить принцип Коперника (идея о том, что в нашем месте во Вселенной нет ничего особенного). Определение того, где лежат эти пределы, частично зависит от напряженности между непредвиденными обстоятельствами и конвергенцией. Те, кто предпочитает непредвиденные обстоятельства, размышляют о том, как много вещей не должно было пойти «не так», чтобы мы были здесь. Те, кто выступает за конвергенцию, утверждают, что часто существует много параллельных путей к аналогичным функциональным результатам, даже если какой-либо конкретный путь в значительной степени зависит от обстоятельств. Независимо от того, как обе точки зрения в конечном счете объединятся в единое целое, наша конкретная цивилизация уникальна, независимо от того, есть ли в Галактике много других или она совершенно одинока. Было бы хорошо, если бы университеты реструктурировали себя таким образом, чтобы способствовать междисциплинарной работе, необходимой для того, чтобы эта цивилизация могла справиться с проблемами, с которыми она столкнулась в этом столетии.