Лазерный мир

Исследователи смогли отклонить молнию в небо с помощью мощного лазерного выстрела — впервые в науке.

Мощный лазер смог отклонить молнию почти на 200 футов, прежде чем она попала в громоотвод, что значительно улучшило функцию стержня.

Результаты, опубликованные в январе , показывают, что однажды лазеры можно будет использовать в качестве защиты от опасных гроз , от которых ежегодно погибают в среднем 43 человека в США, а в 2022 году страховые выплаты обходятся домовладельцам США почти в 1 миллиард долларов .

Лазеры как громоотводы

Идея использовать лазерный громоотвод возникла еще в начале 70-х годов, рассказал Орельен Уар, научный сотрудник Лаборатории оптических приложений швейцарского университета EPFL и координатор проекта, в своем блоге на французском сайте Polytechnique Insights .

Принцип прост: лазерные лучи , если они достаточно мощные, могут нагревать воздух настолько сильно, что заставляют молекулы высвобождать свои электроны.

Это создает канал, полный заряженных электронов вдоль лазерного луча — и все эти электроны притягивают молнии, которые ищут путь наименьшего сопротивления между облаками и землей.

Лазерный громоотвод был установлен возле телекоммуникационной башни на вершине швейцарского пика, в который, как известно, молния попадает более 100 раз в год.

Проблема в том, что этот канал очень недолговечен, а лучи лазера мерцают. Хотя учёным удалось отклонить молнию в лаборатории , им никогда не удавалось сделать это в реальных условиях. Чтобы гарантировать, что канал остается открытым достаточно долго, чтобы отклонить молнию во время грозы, ученые разработали лазер, способный излучать мощные импульсы 1000 раз в секунду. Это были совместные усилия Женевского университета (UNIGE) и EPFL в Швейцарии, Политехнической школы во Франции и фирмы по научным лазерам TRUMPF в Германии. Их лазер пульсировал в 100 раз быстрее, чем их предыдущий лазер, а это означает, что у лазера «в 100 раз больше шансов поймать молнию», сказал Хоуард в The Wall Street Journal.

Испытание лазера на вершине швейцарской горы

Чтобы протестировать новое оборудование, ученые подняли свой трехтонный лазер на вершину горы Сентис высотой 8000 футов в Швейцарии.

Преимуществом этого места является 400-футовая башня связи, в которую гарантированно попадает молния не менее 100 раз в год. Лазер включался каждый раз, когда прогноз погоды предсказывал грозу. В конце концов, ученым удалось зафиксировать естественную молнию, которая впервые следовала за лазерным лучом, прежде чем поразить башню.

«Конечно, после этого нам нужно было проанализировать гораздо больше данных», — сказал Жан-Пьер Вольф, профессор прикладной физики в UNIGE, в видеоролике, сопровождающем результаты на французском языке. «Но эта фотография говорила тысячу слов, в этом не было никаких сомнений. Когда я увидел эту фотографию, я понял, что она у нас есть», — сказал он.

Молниезащитное оборудование нуждается в обновлении Это открытие вселяет надежду на то, что однажды лазеры смогут предложить столь необходимые новые возможности для защиты от молний. Согласно пресс-релизу, сопровождающему выводы, громоотводы, изобретенные Бенджамином Франклином, остаются лучшей формой защиты от молний, ​​которую мы имеем. Проблема в том, что их защита распространяется только на высоту стержня. Это означает, что стержень высотой 10 футов защитит любого, кто находится в пределах 10 футов от столба, но не дальше этого, согласно пресс-релизу. С другой стороны, лазер может достичь высоты в облаках. «Мы обнаружили, что разряд может следовать за лучом почти на 60 метров (196 футов), прежде чем достигнет башни», — сказал Вольф, согласно CNN . Это означало, что лазер «увеличил радиус защитной поверхности со 120 метров (393 фута) до 180 метров (590 футов)». Следующим шагом будет попытка разработать лазер, который сможет подниматься еще выше в небе. Это возможно теоретически. Однако Хуарт предупредил, что эта технология, вероятно, пройдет не менее десяти лет, прежде чем она будет достаточно отточена, чтобы выйти на рынок, сообщает The Wall Street Journal. Результаты были опубликованы в рецензируемом журнале Nature Photonics 16 января.

Источник: https://www.businessinsider.nl/scientists-used-a-laser-beam-to-bend-a-bolt-of-lightning-for-the-first-time/