核兵器の目もくらむ未来。

1 核兵器の研究は基礎物理学と天文学の研究を支援し、その逆も同様です

核兵器の内部、巨大惑星の内部、星の核、超新星からの流れなど、何を調査しているとしても、物理学は物理学であり、原子は原子であり、高圧状況は高圧です。 -プレッシャーのある状況。

それはすべて自明の理ですが、この本を調べていると、天文学者や物理学者が世界を理解するために使用する基礎科学の多くが核兵器関連の研究にも関連していることに何度も気づき、啓発されました。 たとえば、エネルギー省と国家核安全保障局が監督するいくつかの最大の実験装置は、この両方に貢献しています。 ニューメキシコ州のサンディア国立研究所にある Z マシンと呼ばれる装置を考えてみましょう。 巨大な電流のバーストを使用して巨大な磁場を生成し、高温と高圧を生成し、X 線を生成します。 科学者は Z マシンを使用して、高エネルギー密度の物理学や核融合エネルギーを調査し、木星や土星のような惑星のさまざまな層の地図を作成します。 しかし、たとえば、近くで核兵器が爆発した場合に、さまざまな物質がどのように反応するかを把握するためにそれを使用することもできます。

一方、ローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設は、世界で最も強力なレーザーを使用して、科学者が注入するよりも多くのエネルギーを放出する核融合（小さな原子を大きな原子に組み合わせる）を実現しています。 それが原子力発電の目標です。 また、強力な放射線や高温高圧も発生するため、科学者は核兵器の経年変化に伴う挙動の変化を研究することができます。

私は、兵器関連の実験を利用して天文学者による超新星モデルの作成を支援した物理学者に会いました。

核兵器研究所で働く科学者は、兵器関連の研究に加えて、物理学、天文学、原子力に関する研究を行うことがよくあります。 この研究は人間の知識基盤を増やすだけではありません。 それも重要です。 話す それについて。 研究者は、核融合発電の発見や木星の内部についての理解を取り上げ、それを会議のポスターに貼り付けることができます。 そうすることで、その分野の他の専門家からフィードバック (褒め言葉と陰口の両方) を得ることができます。 その後、彼らはそのフィードバックを取り入れて、関連する、しかし静かな兵器科学をより良くすることができます。

逆に言えば、核兵器の研究結果は基礎科学への洞察をもたらす可能性があります。 たとえば、私はある物理学者に会いました。彼は、超新星をより適切にモデル化する予算のない天文学者を助けるために、兵器関連の実験やシミュレーションを利用していました。 これはイノベーションのサイクルであり、科学は国家安全保障の取り組みから恩恵を受け、国家安全保障の取り組みは科学から恩恵を受けます。

しかし、私が最も驚いたのは、基礎科学が科学界を超えて、たとえば他国の核兵器の開発に携わる人々に何を伝えることを意図しているのかということです。 こうした国際専門家は、例えば国立点火施設での最近の核融合の突破口に関するプレスリリースや科学論文を見て、それが米国の兵器能力に何を意味するかを推測することができる――誰にも機密情報を開示する必要はない。 このように、科学研究は核抑止力の一部であり、報復の脅威を理由に他者を攻撃しないよう説得することにもなります。

2 私たちはもう核兵器実験をしないので、これまで以上に核兵器を理解する必要があります

私が取り組み始めたとき 秒読み私は、米国が核兵器が機能するかどうかをテストしたり、核兵器について詳しく知るために爆破したわけではないことを知っていました。 どうやって 彼らが働いていました。 この国は何十年にもわたってまさにそれを行い、最終的には 1945 年から 1992 年の間に 1,000 発以上の爆弾を爆発させました。それらの実験の悪影響は、大気、土壌、農作物、家畜、それらすべてに依存する人々、さらには地政学的にも影響を与えました。安定性は重要でした。 1992年に米国は最後の本格的な核兵器実験を実施し、最終的には1996年に包括的核実験禁止条約に署名した。

私が十分に理解していなかったのは、実験が終了した後も核兵器についてどれほどのことがまだ知られていない、あるいは不確実であるかということでした。 また、核兵器が存在し、老朽化するにつれて、そのギャップを埋め、核兵器の物理学と工学をより完全に理解するために、科学者がどれだけの努力をしなければならないのかもわかりませんでした。 米国が実験用の赤いボタンを押すのをやめてすぐに、より優れたスーパーコンピュータとソフトウェアを開発し、核兵器とその内部に渦巻く物理学をより適切にシミュレートしようと、核兵器がどのように機能するかをモデル化するだけでなく、その内部構造を理解するために、大規模なコンピューティングの取り組みに着手した。基礎的かつ科学的なレベルで取り組んでいます。

科学研究は核抑止力の一部です。

それに加えて、研究者らは、「核爆発」のレベルには達しないが、重大な放射性連鎖反応を引き起こすことなく、爆弾のさまざまな側面をテストする実験も行っている。 これらの実験の結果はシミュレーションにフィードバックされて実験が改善され、シミュレーションは実験がどのように設計されているかを知らせます。 このように核兵器について学び、維持することは「備蓄管理」と呼ばれ、備蓄とは核兵器です。

ロスアラモス国立研究所が「近道」と呼んでいる核爆弾の実験ができないということは、多くの意味で、科学者が核物理学、素粒子物理学、熱力学、流体力学、材料科学をより詳しく、より詳細に把握する必要があることを意味する。などを一度にまとめて確認できます。 兵器研究室の研究が学際的なものであることを知るのは興味深いことでした。 学術研究では、専門分野がよりサイロ化される傾向があり、人々の専門知識が狭くなる傾向があります。

3 核兵器の世界の科学者は、自分たちの研究の道徳性について非常に考えています。

この本の執筆に費やした数年間、私は核兵器の維持に貢献する何十人もの科学者と話をしてきました。 同じ研究所で、私はまた、世界の核兵器が増加しないようにしようと努めている多くの科学者たちとも話しました。その代わりに、核兵器は縮小し、理想的にはゼロになるよう努めています。 しかし、私が驚いたのは、これら 2 つのグループの研究者が同様の目標を持っている傾向があるということです。それは、抑止力、不拡散 (核兵器の拡散の阻止)、またはその組み合わせを通じて、世界がより平和で安定した場所になるよう支援することです。両方。 どちらのグループがこれらの目的をどのように追求するかについては同意できないかもしれませんが、通常、それが彼らが自分たちの仕事を見るレンズを通してです。

私が出会った人々の多くは、同じような道をたどってこの世界に入ってきました。彼らは天文学や物理学を学び、大学院時代または大学院卒業直後に、その種の研究をさらに行うために兵器研究所に来ました。 これらの研究室では、大学よりも多くの資金、より多くのリソース、より少ない競争、より大規模な実験、より優れたコンピューターが存在することがよくありました。 彼らは滞在期間が長くなるほど、そこにたどり着いた基礎科学研究に、「備蓄管理」であれ不拡散であれ、応用的な研究をさらに追加し始めた。 そして彼らは、純粋な学術科学では見つけられなかった意味と動機をその仕事に見出しました。 また、彼らは、世界に重大な影響を与える可能性のある問題の解決に向けて、複数の分野に取り組むことができることを楽しみました。

世界で最も恐ろしい兵器の研究に取り組むことを選んだ科学者は、ある種の戦争タカ派であるように思えるかもしれません。 しかし一般に、彼らは兵器に関する自分たちの研究が抑止力を通じて平和の維持に役立つと信じているか、あるいは核兵器のない世界という最終目標につながると信じているかのどちらかである。 しかし、両方の考えを持つ人々は、これらの爆弾がそこにある限り、誰かがそれを維持しなければならず、誰かがその拡散を監視し続けなければならないと信じる傾向があります。 そして、それらの人々が将来、核兵器に依存しない世界に住むことを根本的に望んでいるなら、その方が良いでしょう。

リード画像: Popel Arseniy / Shutterstock

• サラ・スコールズ

  投稿日: 2024 年 2 月 23 日

  サラ・スコールズはコロラド州を拠点とする科学ジャーナリストであり、寄稿者でもあります。 ポピュラーサイエンス、Undark の上級寄稿者でもあります。 彼女の作品は次のような出版物に掲載されています。 ニューヨーク・タイムズ、ワイヤード、サイエンティフィック・アメリカン、 その他。 彼女は本の著者でもあります コンタクトをとる: ジル・ターターと地球外知的生命体の探索、彼らはすでにここにいます: UFO 文化と私たちが円盤を見る理由、 そして 天文学的なマインドフルネス。

Nautilus ニュースレターを入手する

生きている最も聡明な思想家によって解明された最先端の科学。