Ученые заявили в понедельник, что они впервые использовали лазерный луч для направления молнии, надеясь, что этот метод поможет защитить от смертоносных разрядов, а однажды, возможно, даже спровоцирует их.
Молния бьет от 40 до 120 раз в секунду по всему миру, убивая более 4000 человек и причиняя ущерб на миллиарды долларов каждый год.
Тем не менее, главной защитой от этих ударов сверху по-прежнему является скромный громоотвод , впервые придуманный американским эрудитом Бенджамином Франклином в 1749 году.
Группа ученых из шести научно- исследовательских институтов уже много лет работает над тем, чтобы использовать ту же идею, но заменить простой металлический стержень гораздо более сложным и точным лазером.
Теперь, в исследовании, опубликованном в журнале Nature Photonics , они описывают использование лазерного луча , выпущенного с вершины швейцарской горы, для направления молнии на расстояние более 50 метров.
«Мы хотели впервые продемонстрировать, что лазер может влиять на молнию — и управлять ею проще всего», — сказал Орельен Хуар, физик из лаборатории прикладной оптики парижского института ENSTA и ведущий автор исследования.
Но для будущих приложений «было бы еще лучше, если бы мы могли запускать молнии», — сказал Хоуард AFP.
Как поймать молнию
Молния — это разряд статического электричества, накопившегося в грозовых облаках или между облаками и землей.
Лазерный луч создает плазму, в которой заряженные ионы и электроны нагревают воздух.
Воздух становится «частично проводящим и, следовательно, предпочтительным для молнии путем», — сказал Хоуард.
Когда ученые ранее проверяли эту теорию в Нью-Мексико в 2004 году, их лазер не улавливал молнию.
Этот лазер вышел из строя, потому что он не излучал достаточно импульсов в секунду для молнии, которая зарождается за миллисекунды, сказал Хоуард.
Он добавил, что также было трудно «предсказать, куда упадет молния».
В последнем эксперименте ученые мало что оставили на волю случая.
Они протащили лазер размером с автомобиль, который может производить до тысячи световых импульсов в секунду, на 2500-метровую вершину горы Сантис на северо-востоке Швейцарии.
На вершине находится башня связи, в которую молния попадает примерно 100 раз в год.
После двух лет создания мощного лазера потребовалось несколько недель, чтобы переместить его по частям по канатной дороге.
Наконец, вертолет должен был сбросить большие контейнеры, в которых должен был разместиться телескоп.
Телескоп сфокусировал лазерный луч с максимальной интенсивностью на высоте около 150 метров над вершиной 124-метровой башни.
Луч имеет диаметр 20 сантиметров в начале, но сужается до нескольких сантиметров в верхней части.
Оседлай молнию
Во время шторма летом 2021 года ученым удалось сфотографировать их луч, который прогнал молнию на 50 метров.
Три других удара также были наведены, как показали интерферометрические измерения.
Большинство молний возникает из предшественников внутри облаков, но некоторые из них могут исходить из-под земли, если электрическое поле достаточно сильное.
«Ток и сила молнии действительно становятся ясными, когда земля соединяется с облаком», — сказал Хоуард.
Лазер направляет один из этих предшественников, делая его «намного быстрее, чем другие, и прямее», — сказал он.
«Тогда он будет первым, кто подключится к облаку, прежде чем он загорится».
Это означает, что теоретически эта техника может быть использована не только для того, чтобы отогнать молнию, но и, в первую очередь, для ее запуска.
Это могло бы позволить ученым лучше защищать стратегические объекты, такие как аэропорты или стартовые площадки ракет, нанося удары в выбранное ими время.
На практике для этого потребовалась бы высокая проводимость плазмы лазера , которую, по мнению ученых, они еще не освоили.
Теги: лазер, плазма
