Ученые смогли управлять молнией с помощью лазеров во время демонстрации, проведенной во время сильных штормов на вершине швейцарской горы.

Демонстрация считается первым случаем, когда люди смогли управлять молнией с помощью лазеров — технологии, которая может помочь защитить более обширные территории от опасных ударов.

Лазерный громоотвод (LLR) — это новая лазерная система со средней мощностью 1 кВт, которая пульсирует примерно 1000 раз в секунду, высвобождая один джоуль энергии за импульс.

красный мухомор микродозинг

Чтобы протестировать технологию, группа ученых из шести исследовательских институтов установила LLR на вершине Сентиса в швейцарских Альпах, рядом с телекоммуникационной вышкой высотой 124 м, в которую молния попадает примерно 100 раз в год. В период с июня по сентябрь 2021 года исследователи направили луч лазера в облака, стремясь создать путь наименьшего сопротивления для прохождения электричества.

Система использовалась во время четырех ударов молнии в течение лета, когда ей удалось успешно согнуть болт и отклонить его путь более чем на 50 метров.

Молнии — это огромные электрические разряды, которые обычно искрят на расстоянии от двух до трех миль. Их заряды могут достигать температуры до 30 000ºC, что примерно в пять раз горячее, чем на поверхности Солнца.

«Когда в атмосферу излучаются очень мощные лазерные импульсы, внутри луча образуются нити очень интенсивного света», — сказал Жан-Пьер Вольф, один из исследователей команды. «Эти нити ионизируют молекулы азота и кислорода, присутствующие в воздухе, которые затем высвобождают свободные электроны для движения. Этот ионизированный воздух, называемый «плазмой», становится электрическим проводником.

«Мы обнаружили, что после первого случая лазерной молнии разряд мог следовать за лучом почти 60 м, прежде чем достичь башни, что увеличило радиус защитной поверхности со 120 м до 180 м.

В настоящее время на Землю ежегодно попадает более миллиарда болтов, в результате чего погибает более 4000 человек, в 10 раз больше травм, а ущерб исчисляется десятками миллиардов долларов.

Хотя предыдущие исследования указывали на потенциальные преимущества использования вместо этого лазерных технологий, сообщается, что это первый случай, когда этот вариант использования подвергается испытанию.

«Мы хотели впервые продемонстрировать, что лазер может влиять на молнию — и им проще всего управлять», — сказал Орельен Уар, руководитель проекта.

Когда лазерные импульсы направляются в небо, изменение показателя преломления воздуха заставляет их сжиматься и становиться настолько интенсивными, что они ионизируют молекулы воздуха вокруг себя, заставляя их нагреваться и уноситься со сверхзвуковой скоростью, оставляя канал низкой плотность, ионизированный воздух.

Таким образом, каналы, созданные LLR, обладают большей электропроводностью, чем окружающий воздух, и, таким образом, формируют более легкий путь для молнии, изменяя ее первоначальную траекторию.

В конце концов, команда проекта LLR стремится использовать лазер для расширения влияния 10-метрового громоотвода на 500 м, что может проложить путь для лазерных систем молниезащиты в аэропортах, стартовых площадках и высотных зданиях.

«Металлические стержни используются почти везде для защиты от молнии, но площадь, которую они могут защитить, ограничена несколькими метрами или десятками метров», — сказал Хоуард. «Мы надеемся расширить эту защиту до нескольких сотен метров, если у нас будет достаточно энергии в лазере».

Но для будущих приложений «было бы еще лучше, если бы мы могли запускать молнии», — сказал Хоуард AFP.