当导弹发射时，最安全的地方不是在它的弹道上。但如果必须身处导弹飞行路径中，那么次优的应对措施是深入地下足够深，以便土壤能够完全吸收冲击。这并非实用的建议——挖掘地下掩体是一个缓慢的过程，而且在应对来袭导弹时并不实际——而是导弹工作方式的实际限制。上周，一项发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters) 上的研究，以一个不起眼的名称“非线性力在颗粒冲击中的传播”为题，揭示了土壤等颗粒材料在受到冲击时会变得更坚固。
在国防威胁减少署（Defense Threat Reduction Agency）的部分资助下，杜克大学的研究人员Abram Clark、Alec Petersen和Robert Behringe，以及新泽西理工学院的Lou Kondic，研究了力冲击在土壤或沙子等颗粒物质上的作用方式。他们利用高速摄像机和在受力时会反射出不同光线的粒子，确定了土壤应对有力冲击的速度和结构。
不出所料，最初的颗粒很容易移动，但随着物体深入，颗粒变得更加密集，并以一种非常非常强大的方式抵抗冲击。当有空间移动时，粒子会避开冲击，但随着它们被压缩得越来越密集，曾经松散的土壤变成了更坚硬、更具抵抗力的材料。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，但关于沙子如何抵抗有力冲击的确切方程进一步阐明了其有效性的原因。
这与导弹有什么关系呢？国防威胁减少署的职责是保护美国免受大规模杀伤性武器的侵害。虽然这项工作可能看起来是防御性的，但DTRA有理由想要知道如何对付深埋地下的掩体。伊朗在福尔多（Fordow）的核离心机位于山体之下，尽管目前的谈判旨在移除该地点的大部分离心机并阻止伊朗制造核武器，但他们或其他国家可能在地下掩体开发核武器的可能性足以让美国想要找到一种方法来应对。理解地面如何如此有效地抵御导弹，是设计能够更好地穿透地面的新导弹的第一步。
