Sebbene vi sia una notevole sovrapposizione tra le tecnologie utilizzate per le molestie audio, il monitoraggio neurale remoto e le armi a energia diretta, è meglio comprenderle individualmente come entità separate. Tuttavia, bisogna comprendere che le stesse tecnologie utilizzate per le molestie audio, ad esempio, possono essere modificate per essere utilizzate come armi per causare dolore piuttosto che per molestie. Da qualche tempo sono in corso ricerche per perfezionare l'energia diretta come forma di guerra senza proiettili. La terminologia utilizzata in questa ricerca è simile alla terminologia utilizzata nella ricerca balistica tradizionale. Gli elementi chiave di entrambi sono l'esaminazione della propagazione e dell'interazione con il bersaglio e la massimizzazione dell'efficacia della rispettiva arma. Indipendentemente dal fatto che si stia studiando un proiettile sparato da un fucile o un laser sparato da un satellite, la tecnologia è relativamente la stessa. Le armi sono dispositivi che forniscono energia sufficiente ai bersagli per danneggiarli. L'efficacia del danno desiderato a un bersaglio è il risultato della propagazione e della precisione dell'arma, nonché delle proprietà fisiche del bersaglio. Un progetto efficace massimizza la facilità di propagazione e la precisione per modificare un bersaglio noto. L'energia diretta si adatta in molti modi. I vincoli economici hanno limitato l'uso diffuso dell'energia diretta nel teatro di guerra, favorendo le armi balistiche tradizionali e le ingenti somme di denaro che generano. Tuttavia, la maggior parte dei produttori di armi tradizionali ha avviato programmi di ricerca e sviluppo sulle modalità di energia diretta, considerandole un'inevitabile evoluzione della guerra moderna. La tecnologia alla base delle armi a energia diretta è strettamente correlata, se non sinonimo, della tecnologia alla base del controllo comportamentale e delle molestie audio. Il termine "energia diretta" comprende una varietà di armi come laser, fasci di particelle e microonde.
Una quarta modalità di armi a energia diretta è definita tecnologia a "onde scalari" ed è sufficientemente unica dalle altre tre da essere discussa separatamente. Ciononostante, tutte le armi a energia diretta devono fornire energia sufficiente su un bersaglio per distruggerlo. Ciò richiede una conoscenza del potenziale bersaglio, animato o inanimato, in merito all'energia necessaria per distruggerlo. Inoltre, affinché un bersaglio venga colpito, l'energia deve essere effettivamente erogata al bersaglio. Il termine per questo è "propagazione". Proprio come un proiettile è soggetto a resistenza secondaria dovuta alle condizioni atmosferiche, laser e microonde possono essere soggetti all'umidità atmosferica e ad altre particelle che ne inibiscono la propagazione ma loro controllano pure il clima quindi lo utilizzano in loro favore. Conoscere le caratteristiche fisiche del bersaglio consente la sovrapproduzione di energia nel sistema d'arma, in modo da superare la resistenza atmosferica e depositare sul bersaglio la quantità appropriata di energia. Ovviamente, sarebbe necessaria meno energia per degradare le prestazioni di un bersaglio rispetto a neutralizzarlo completamente o distruggerlo. La quantità di energia depositata è più comunemente espressa in Joule. Un Joule è approssimativamente l'energia necessaria per sollevare un litro di latte per una distanza di un metro. I bersagli sono descritti come "morbidi" o "duri" a seconda che si scelga rispettivamente di degradarli o distruggerli.
Determinare l'energia necessaria per degradare le prestazioni di un bersaglio morbido è molto più diverso che determinare l'energia necessaria per distruggerlo. Per infliggere una perturbazione funzionale, è necessario determinare le specifiche del bersaglio. Ad esempio, nei sistemi biologici è necessario conoscere la composizione fisica e chimica, nonché l'anatomia neurale e le frequenze di depolarizzazione dei neuroni. Nei sistemi elettronici, è necessario comprendere i circuiti del bersaglio per degradarne le prestazioni anziché distruggerlo. Distruggere un bersaglio produce un feedback immediato, mentre degradarlo richiede tempo per osservare i cambiamenti desiderati nel funzionamento del bersaglio. Questo potrebbe spiegare la lunga durata, a volte un decennio o più, che vediamo nelle vittime di esperimenti energetici diretti non consensuali. Il solo deposito di energia non è sufficiente per degradare o distruggere un bersaglio scelto. È necessario considerare anche i fattori che influenzano la densità energetica e la velocità di erogazione dell'energia. L'area su cui l'energia viene erogata e il tempo in cui viene erogata determinano l'effetto distruttivo. Una piccola quantità di energia erogata su una piccola area in un breve periodo di tempo sarà più efficace di una grande quantità di energia erogata su un'area ampia. Un proiettile di artiglieria è un buon esempio di questo principio. Una bomba sganciata a un miglio da un bersaglio può perdere il suo effetto a causa della dissipazione di energia, mentre un proiettile di artiglieria sparato contro il bersaglio da un miglio di distanza sprigionerà energia distruttiva. Lo stesso vale per l'energia diretta. Brevi impulsi di energia diretti su piccole aree possono avere effetti significativi, mentre livelli di energia più elevati erogati su un'area ampia possono causare scarsi effetti. La mancanza di effetto è il risultato della dissipazione dell'energia applicata. L'energia può essere dissipata per condizionamento, convezione e irraggiamento. Nei sistemi umani, la conduzione termica difenderà dagli attacchi di energia diretta. Con l'aumento del calore nei tessuti in seguito al deposito di energia, i tessuti circostanti più freddi assorbiranno parte del calore per conduzione. Una volta che questa conduttività è massimizzata, si osserveranno effetti termici nell'area del bersaglio. Pertanto, gli impacchi di gel freddo aumenteranno il substrato conduttivo vicino all'area di deposito dell'energia, fornendo una certa protezione e richiedendo un livello di energia più elevato da raggiungere dalla rispettiva arma. La convezione è simile alla conduzione. La dissipazione per convezione avviene dove il calore generato in un bersaglio viene disperso a temperature ambientali più basse intorno al bersaglio. In effetti, questo si osserva anche nei sistemi umani. L'effetto di un dato livello di energia si attenua in un ambiente che include aria fredda in movimento intorno al bersaglio. La radiazione di energia si verifica dopo che la capacità del bersaglio di attenuare l'effetto attraverso la conduzione e la convezione è stata superata. A seconda del livello di energia applicato, questo può inibire la distruzione ma non la degradazione. Un esempio di ciò è un veicolo parcheggiato in un parcheggio soleggiato. Una temperatura interna massima alla fine può essere soddisfatta quando l'energia irradiata dal veicolo è uguale all'energia applicata. Gli aumenti di temperatura all'interno del veicolo cesseranno senza distruggerlo; tuttavia, i componenti interni mostreranno segni di degradazione. Ovviamente, questi principi riguardano gli effetti termici prodotti dall'energia diretta, che coincidono con la sensazione soggettiva di disagio o dolore nei sistemi umani. Tuttavia, potrebbero esserci anche effetti non termici sui sistemi biologici, prodotti dall'energia diretta, che non necessariamente rispettano questi principi. L'energia diretta induce effetti termici nei sistemi biologici e non biologici attraverso la sua capacità di aumentare il contenuto di calore nel sistema bersaglio. La quantità di energia depositata, le caratteristiche del bersaglio e la sua capacità di dissipare il calore generato sono direttamente correlate all'esito finale della distruzione o della degradazione. Gran parte di questi dati proviene da studi sull'esposizione ai telefoni cellulari e dalla ricerca sull'energia a microonde. Armi come l'Active Denial System agiscono a 94 GHz e altri sistemi a microonde ad alta potenza tra 1 e 3 GHz; i telefoni cellulari emettono radiazioni a microonde a frequenze simili. La maggior parte degli studi sull'esposizione ai telefoni cellulari negli Stati Uniti è sponsorizzata dalle compagnie telefoniche. Gli studi europei tendono a segnalare i rischi, mentre gli studi americani li tacciono. Alcuni effetti non termici segnalati includono alterazioni del sistema immunitario, effetti neurologici, effetti comportamentali, potenziamento degli effetti dei farmaci attraverso la barriera ematoencefalica e efflusso di calcio nel tessuto cerebrale. Tutti questi risultati sono stati riportati da ricercatori sia europei che americani, con l'efflusso di ioni calcio che risulta il più riproducibile. Il significato biologico di questo risultato resta da definire. Altre due caratteristiche distintive legate all'esposizione ai campi elettromagnetici sono l'acufene e la sensazione di magnetofosfeni. Questi vengono menzionati separatamente a causa della loro prevalenza tra i soggetti sospettati di esposizione non consensuale. L'acufene è la presenza di suoni all'interno dell'orecchio interno senza una corrispondente fonte esterna. È più comunemente causato dall'esposizione a suoni forti e dall'invecchiamento. Il tasso di prevalenza dell'acufene negli Stati Uniti è di 1 persona su 22, ovvero circa il 4,50% della popolazione.
Tra le persone che segnalano una sensazione soggettiva di sensibilità elettromagnetica, il tasso è molto più alto. In uno studio, 89 pazienti ipersensibili elettromagneticamente sono stati confrontati con 107 controlli non ipersensibili. La presenza di acufene è stata del 50,72% nel gruppo ipersensibile rispetto al 17,5% nel gruppo di controllo. Questo studio suggerisce un legame tra l'esposizione a campi elettromagnetici e l'acufene. Inoltre, quasi il 90% degli individui che segnalano sospetti esperimenti non consensuali con armi elettromagnetiche riferisce di avere acufene. In entrambi i casi, questo può essere indotto dalla creazione di una piccola corrente elettrica all'interno della corteccia uditiva mediante campi magnetici variabili. Un effetto simile si osserva negli occhi. I magnetofosfeni sono fasci di luce visibili a palpebre chiuse durante l'esposizione ai campi magnetici.
È noto che le correnti elettroniche applicate direttamente al corpo possono stimolare il tessuto muscolare e nervoso. Tuttavia, è stato anche dimostrato che l'esposizione a campi elettrici e magnetici a frequenza estremamente bassa può indurre correnti all'interno del corpo a livelli inferiori a quelli in grado di stimolare il tessuto nervoso periferico. È stato scoperto che le proprietà integrative delle sinapsi e delle reti neurali del sistema nervoso centrale rendono la funzione cognitiva sensibile agli effetti di campi elettrici deboli, al di sotto della soglia per la stimolazione dei nervi periferici. I magnetofosfeni ne sono un esempio. Si ipotizza che i campi elettromagnetici deboli influenzino i canali ionici voltaggio-dipendenti che causano la scarica di corrente elettrica all'interno del sistema ottico. Questa sensibilità ai campi magnetici deboli rende il sistema nervoso centrale particolarmente vulnerabile anche a impulsi deboli di energia diretta. Quasi il 100% di coloro che dichiarano un'esposizione non consensuale a energia diretta riferisce una privazione del sonno secondaria ai magnetofosfeni. Affinché si interagisca con qualsiasi bersaglio, animato o inanimato, l'energia deve prima raggiungerlo. La propagazione è ciò che determina l'efficienza con cui l'energia raggiunge il bersaglio desiderato. La propagazione dipende dalla perdita e dalla diffusione dell'energia. La dispersione di energia si verifica sia che l'arma sia il bersaglio si trovino sulla Terra o nel vuoto dello spazio. La perdita di energia si verifica quando l'energia interagisce con un mezzo fisico, come l'interazione con l'atmosfera quando l'arma o i bersagli si trovano nell'atmosfera. Anche le armi a energia diretta presentano una piccola dispersione di energia intrinseca al loro design. Ad esempio, un laser presenta una certa divergenza del fascio dovuta alla rifrazione della luce. La divergenza del fascio può essere parzialmente compensata con l'ottica adattiva. Tutte le forme di energia diretta possono presentare una dispersione di energia dovuta al riscaldamento dell'atmosfera circostante, causando divergenza all'interno di questo canale del fascio ed effetti non lineari. Questo viene ridotto al minimo creando un canale del fascio tra due raggi laser paralleli, che crea plasma attraverso il quale il fascio desiderato può passare più facilmente senza ostacoli. Questo non è vero nel vuoto dello spazio. L'onda elettromagnetica non necessita di un mezzo fisico per propagarsi e viaggerà alla velocità della luce nel vuoto. I laser sono stati i più difficili da utilizzare tra le energie dirette, a causa della perdita di energia.
Sistemi laser ad alta energia sono stati prodotti per sistemi di difesa missilistica installati su navi, aerei e installazioni terrestri. Nel 2010, il sistema carcerario della contea di Los Angeles ha dichiarato che avrebbe implementato un sistema laser per controllare i prigionieri indisciplinati. Il dispositivo, montato a soffitto, avrebbe consentito agli agenti di prendere di mira i prigionieri difficili con un joystick per infliggergli una dolorosa ustione e controllarli. In realtà, il laser viene utilizzato in questo sistema solo per l'acquisizione del bersaglio e non è la modalità che causa la sensazione di bruciore. Il sistema, denominato Assault Intervention Device, è simile ad altri sistemi denominati Active Denial System e Silent Guardian Protection System. Sono tutti prodotti da Raytheon e utilizzano la tecnologia a onde millimetriche per infliggere uno stimolo doloroso che induce il bersaglio ad allontanarsi dal percorso del raggio. La tecnologia a microonde e a onde millimetriche, in relazione alle armi, è stata ampiamente studiata. Gran parte di ciò che sembra essere un uso criminale di questa tecnologia o una sperimentazione non consensuale, sembra essere composta da modalità a onde millimetriche o microonde. Le microonde e le onde millimetriche causano danni inducendo calore. L'ossigeno e l'acqua assorbono l'energia delle microonde e irradiano calore, lasciando un contenitore di ceramica freddo al tatto. Tutti hanno notato questo fatto mentre riscaldavano l'acqua per il caffè o il tè in un forno a microonde. Le energie dei fotoni delle microonde sono piccole e di conseguenza attraversano la maggior parte dei materiali isolanti. Tuttavia, la loro frequenza è piuttosto bassa, inferiore a 100 GHz, quindi la maggior parte dei metalli li riflette. In effetti, il Dipartimento della Difesa protegge le proprie apparecchiature elettroniche racchiudendole in scatole di metallo. Ad esempio, i centri di controllo dei droni predatori senza pilota sono racchiusi in container metallici per proteggerli da questo tipo di attacco a energia diretta. In teoria, una tuta di foglio di alluminio proteggerebbe da attacchi con armi a microonde o millimetriche. Tuttavia, piegare e piegare la maggior parte delle schermature metalliche sottili e malleabili provoca micro-lacerazioni in cui il bersaglio sarebbe comunque vulnerabile agli attacchi. Un funzionario del Dipartimento della Difesa ha affermato che "se si intende realizzare una tuta metallica per proteggere dalle microonde, sarebbe meglio realizzarla in acciaio". Quindi saresti anche a prova di proiettile.
Un'osservazione interessante sulle microonde è che rimbalzano sulle superfici oceaniche, estendendo la loro portata ben oltre quella prevista quando vengono irradiate dalla Terra dallo spazio. Sebbene l'acqua salata sia un buon conduttore di corrente elettrica, riflette le microonde in modo simile alle superfici metalliche. Inoltre, grazie alla loro elevata lunghezza d'onda, la propagazione delle microonde non si basa sull'ottica adattiva per la correzione del fascio, come fanno i laser per applicazioni a lungo raggio. Questo è un vantaggio, poiché altrimenti le microonde non avrebbero trovato così tante applicazioni nelle comunicazioni, dove sono necessarie informazioni accurate su fase e ampiezza per la ricezione di un segnale coerente. Prima del loro utilizzo contro bersagli biologici, le microonde sono state sviluppate per l'uso contro bersagli elettronici. Le apparecchiature elettroniche sono particolarmente vulnerabili agli attacchi delle microonde. Le sottili strisce di filo, semiconduttori e circuiti incisi su un circuito stampato possono essere facilmente riscaldate fino al punto di distruggersi. I circuiti stampati sono progettati tenendo conto di un certo rischio di surriscaldamento. I dissipatori di calore sono incorporati nel materiale della scheda per consentire la normale dissipazione del calore quando vengono applicate correnti normali. Su un circuito stampato scheda, il cablaggio può avere uno spessore e una larghezza inferiori a un micrometro. Una corrente inferiore a un milliampere può essere sufficiente a fondere i percorsi conduttivi su un circuito stampato. Poiché la tecnologia elettronica tende a circuiti più piccoli e compatti, i progetti hanno meno spazio disponibile per incorporare dissipatori di calore o percorsi di fuga della tensione. Pertanto, la tendenza alla miniaturizzazione dei componenti elettronici li sta rendendo significativamente più vulnerabili agli attacchi energetici diretti. Le apparecchiature elettroniche vengono attaccate in due modi: tramite attacchi in banda e fuori banda. Il danno in banda si ottiene dirigendo una frequenza di energia verso il bersaglio scelto all'interno della sua normale banda attiva. Questo tipo di attacco avviene attraverso antenne o aperture nel dispositivo preso di mira. Il dispositivo stesso può amplificare il segnale in arrivo, causando ulteriore distruzione. Per questo motivo, le apparecchiature radar militari sono progettate per saltare di frequenza in modo che le frequenze intenzionalmente dannose dirette verso l'apparecchiatura non possano essere ricevute intenzionalmente. Un attacco fuori banda comporta un attacco a un bersaglio con energia al di fuori della sua frequenza attiva. Il danno viene causato applicando potenza pura al bersaglio al fine di scavalcarne i circuiti. Un buon esempio è un fulmine in cui i dispositivi domestici non protetti dalle sovratensioni vengono distrutti quando l'abitazione viene colpita dal fulmine. Per proteggersi da questo tipo di danni, l'esercito ospita apparecchiature sensibili in contenitori metallici riflettenti per le microonde. Tuttavia, le microonde penetrano comunque attraverso finestre o fessure nella superficie protettiva. Inoltre, quando le microonde penetrano attraverso piccole aperture, vengono fortemente diffratte e possono irradiare un'area ritenuta adeguatamente protetta. A seconda dell'intensità della frequenza incriminata, i bersagli possono essere distrutti, resi disfunzionali o controllati.
I fasci di particelle sono composti da particelle atomiche e subatomiche e si propagano a velocità prossime a quella della luce. Le loro interazioni tra loro e con un bersaglio devono essere comprese sulla base della fisica atomica, della fisica nucleare e della relatività. Esistono due tipi di fasci di particelle noti: cariche e neutre. Un fascio di particelle cariche è composto da particelle come elettroni o protoni, mentre un fascio di particelle neutre è composto da idrogeno atomico e neutrini. Il campo elettrico dei fasci di particelle interagisce con i campi magnetici esistenti e viceversa. Le particelle cariche tendono ad avere un effetto repulsivo l'una sull'altra e quindi causano la divergenza del fascio, mentre la corrente elettrica che producono ne causa la contrazione. La forza repulsiva domina la forza attrattiva elettrica, il che rende i fasci di particelle neutre più utili nel vuoto. Le condizioni atmosferiche riducono al minimo le forze repulsive di un fascio di particelle cariche. Quando un fascio di particelle si propaga nell'atmosfera, si verificano collisioni con molecole di ossigeno, azoto e vapore acqueo. Un fascio neutro si ionizza, perdendo elettroni che lo rendono neutro aumentando la divergenza. Tuttavia, un fascio carico che si propaga nell'atmosfera subisce una neutralizzazione di carica che elimina l'espansione del fascio attraverso la repulsione elettrostatica. Quando le particelle ionizzate in un fascio carico entrano nell'atmosfera, l'aria circostante si ionizza, passando da un gas neutro a un plasma ionizzato. Gli elettroni e i nuclei carichi nel plasma atmosferico sono liberi di trasportare corrente elettrica. Pertanto, l'utilità dei fasci di particelle come armi rientra in due categorie: fasci neutri per l'uso nello spazio e fasci carichi per l'uso all'interno dell'atmosfera. I fasci di particelle rilasciano raggi X all'interazione con un bersaglio, il che fa parte della loro pericolosità intrinseca. L'ultima forma di energia diretta ad essere ampiamente studiata è l'energia scalare.
Molti fisici dubitano dell'esistenza delle onde scalari; Tuttavia, ogni nazione industrializzata le sta studiando attivamente. Le onde scalari non obbediscono alle equazioni che governano la maggior parte delle onde elettromagnetiche e sono quindi difficili da descrivere come una forma d'onda in propagazione. Alcuni ricercatori le descrivono come punti luminosi statici attivati ​​da un trasferimento di energia, mentre altri le descrivono come se viaggiassero a una velocità superiore a quella della luce. La teoria dei campi stabilisce che l'energia diminuisce dal punto di trasmissione della maggior parte dei tipi di onde fino al punto di ricezione da parte di un ricevitore; pertanto, la potenza ricevuta è generalmente inferiore alla potenza originariamente trasmessa. Questo non vale per le onde scalari. Non vi è attenuazione di potenza durante la trasmissione di onde scalari. Pertanto, le onde scalari consentono il trasferimento wireless di energia elettrica.
La tecnologia delle onde scalari ha un profondo impatto sulla possibile sperimentazione non consensuale con questo tipo di energia diretta. Le tecnologie di manipolazione ed alterazione della mente sono molte ed è importante che il pubblico venga a conoscenza di queste tecnologie a causa del loro crescente utilizzo sul singolo individuo e sulla massa. Ricorda il detto "o controlli la tua mente o lo farà qualcun altro".