物理学证明颗粒状土壤能够有效阻止导弹

导弹发射后，最安全的地方不是导弹飞行的路径。但如果必须躲在导弹飞行的地方，那么退而求其次的最佳做法就是躲到地下足够远的地方，让撞击力完全被上面的泥土吸收。这并不是什么实用建议——挖掘地下掩体是一个缓慢的过程，实际上并不建议用于应对来袭导弹——而是导弹工作方式的实际限制。这项研究以“颗粒撞击过程中的非线性力传播”这个无害的名字于上周发表在《物理评论快报》上，展示了泥土和土壤等颗粒材料在受到撞击时如何变得更坚固。

在国防威胁降低局的部分资助下，杜克大学的研究人员 Abram Clark、Alec Petersen 和 Robert Behringe 与新泽西理工学院的 Lou Kondic 一起研究了强力撞击对颗粒物质（如土壤或沙子）的影响。他们使用高速视频和受压时反射光线不同的粒子，确定了土壤对强力撞击的反应速度和结构。

毫不奇怪，最初的沙粒很容易移动，但随着物体深入，沙粒会变得更加紧密，抵抗冲击的能力会大大增强。当有足够的空间时，沙粒会避开冲击，但随着它们被压缩得越来越紧密，曾经松散的土壤会变成一种更坚硬、更耐用的材料。这并不完全令人惊讶；几十年来，人们一直在地下建造防空洞，但沙子如何抵抗强力冲击的确切方程式进一步解释了为什么这是一个好主意。

这和导弹有什么关系？国防威胁降低局的职责是保护美国免遭大规模杀伤性武器的袭击。虽然这项工作看似是防御性的，但国防威胁降低局还是希望知道如何进入地下深处的掩体。伊朗在山下的福尔多核设施拥有核离心机，尽管目前的谈判旨在拆除该设施的大部分离心机，阻止伊朗制造核武器，但他们或其他国家可能在地下掩体中研制核武器，这一可能性足以让美国想找到进入掩体的方法。了解地面如何如此擅长防御导弹是设计更能穿透地面的新型导弹的第一步。

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