A doença misteriosa que afligiu funcionários da embaixada dos EUA e oficiais da CIA nos últimos quatro anos em Cuba, China, A Rússia e outros países parecem ter sido causados ​​por microondas de alta potência, de acordo com um relatório divulgado pelas Academias Nacionais. Um comitê de 19 especialistas em medicina e outras áreas concluiu que direcionou, energia de radiofrequência pulsada é o "mecanismo mais plausível" para explicar a doença, apelidada de síndrome de Havana.

O relatório não esclarece quem alvejou as embaixadas ou por que foram alvejadas. Mas a tecnologia por trás das armas suspeitas é bem compreendida e remonta à corrida armamentista da Guerra Fria entre os EUA e a União Soviética. As armas de micro-ondas de alta potência geralmente são projetadas para desativar equipamentos eletrônicos. Mas, como mostram os relatórios da síndrome de Havana, esses pulsos de energia podem prejudicar as pessoas, também.

Como engenheiro elétrico e de computação que projeta e constrói fontes de microondas de alta potência, Passei décadas estudando a física dessas fontes, incluindo trabalho com o Departamento de Defesa dos EUA. As armas de microondas de energia dirigida convertem a energia de uma fonte de energia - uma tomada de parede em um laboratório ou o motor de um veículo militar - em energia eletromagnética irradiada e a concentram em um alvo. As microondas de alta potência direcionadas danificam o equipamento, particularmente eletrônicos, sem matar pessoas próximas.

Dois bons exemplos são o Projeto de mísseis avançados de micro-ondas de contra-eletrônica de alta potência (CHAMP) da Boeing, que é uma fonte de microondas de alta potência montada em um míssil, e Respondente Operacional Tático de Alta Potência (THOR), que foi recentemente desenvolvido pelo Laboratório de Pesquisa da Força Aérea para eliminar enxames de drones.

Origens da guerra fria

Esses tipos de dispositivos de microondas de energia direcionada entraram em cena no final dos anos 1960 nos EUA e na União Soviética. Eles foram capacitados pelo desenvolvimento da energia pulsada na década de 1960. A energia pulsada gera pulsos elétricos curtos que têm energia elétrica muito alta, significando alta tensão - até alguns megavolts - e grandes correntes elétricas - dezenas de quiloamps. Isso é mais voltagem do que as linhas de transmissão de energia de longa distância de alta voltagem, e sobre a quantidade de corrente em um raio.

Os físicos do plasma da época perceberam que se você pudesse gerar, por exemplo, um feixe de elétrons de 1 megavolt com corrente de 10 kiloamp, o resultado seria uma potência de feixe de 10 bilhões de watts, ou gigawatts. Converter 10% da energia do feixe em microondas usando a tecnologia de tubo de microondas padrão que remonta à década de 1940 gera 1 gigawatt de microondas. Para comparação, a potência de saída dos fornos de micro-ondas típicos de hoje é cerca de mil watts - um milhão de vezes menor.

O desenvolvimento desta tecnologia levou a um subconjunto da corrida armamentista EUA-Soviética - um derby de energia de micro-ondas. Quando a União Soviética entrou em colapso em 1991, Eu e outros cientistas americanos tivemos acesso a aceleradores russos de potência pulsada, como o SINUS-6 que ainda está funcionando em meu laboratório. Tive uma década frutífera de colaboração com meus colegas russos, que terminou rapidamente após a ascensão de Vladimir Putin ao poder.

Hoje, a pesquisa em microondas de alta potência continua nos EUA e na Rússia, mas explodiu na China. Visitei laboratórios na Rússia desde 1991 e laboratórios na China desde 2006, e o investimento que está sendo feito pela atividade anã da China nos EUA e na Rússia. Dezenas de países agora têm programas ativos de pesquisa de micro-ondas de alta potência.

Muito poder, pouco calor

Embora essas fontes de microondas de alta potência gerem níveis de potência muito altos, eles tendem a gerar pulsos curtos repetidos. Por exemplo, o SINUS-6 em meu laboratório produz um pulso de saída da ordem de 10 nanossegundos, ou bilionésimos de segundo. Portanto, mesmo ao gerar 1 gigawatt de potência de saída, um pulso de 10 nanossegundos tem um conteúdo de energia de apenas 10 joules. Para colocar isso em perspectiva, o forno de micro-ondas médio em um segundo gera 1 kilojoule, ou mil joules de energia. Normalmente, leva cerca de 4 minutos para ferver um copo de água, o que corresponde a 240 quilojoules de energia.

É por isso que as microondas geradas por essas armas de microondas de alta potência não geram quantidades perceptíveis de calor, muito menos fazer com que as pessoas explodam como batatas assadas em fornos de micro-ondas.

Alta potência é importante nessas armas porque a geração de potência instantânea muito alta produz campos elétricos instantâneos muito altos, cuja escala é a raiz quadrada do poder. São esses campos altamente elétricos que podem atrapalhar a eletrônica, é por isso que o Departamento de Defesa está interessado nesses dispositivos.

Como isso afeta as pessoas

O relatório das Academias Nacionais vincula microondas de alta potência a impactos nas pessoas por meio do efeito Frey. A cabeça humana atua como uma antena receptora para microondas na faixa de frequência de baixo gigahertz. Pulsos de microondas nessas frequências podem fazer com que as pessoas ouçam sons, que é um dos sintomas relatados pelo pessoal afetado dos EUA. Outros sintomas relatados por quem sofre da síndrome de Havana incluem dores de cabeça, náusea, Perda de audição, tontura e problemas cognitivos.

O relatório observa que os dispositivos eletrônicos não foram interrompidos durante os ataques, sugerindo que os níveis de potência necessários para o efeito Frey são mais baixos do que seriam necessários para um ataque à eletrônica. Isso seria consistente com uma arma de micro-ondas de alta potência localizada a alguma distância dos alvos. A potência diminui drasticamente com a distância através da lei do inverso do quadrado, o que significa que um desses dispositivos poderia produzir um nível de potência no alvo que seria muito baixo para afetar a eletrônica, mas que poderia induzir o efeito Frey.

Os russos e chineses certamente possuem a capacidade de fornecer fontes de microondas de alta potência como as que parecem ter sido usadas em Cuba e na China. A verdade sobre o que realmente aconteceu ao pessoal dos EUA em Cuba e na China - e por quê - pode permanecer um mistério, mas a tecnologia mais provavelmente envolvida vem dos livros de física, e as potências militares do mundo continuam a desenvolvê-lo e implantá-lo.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.