ua ru
Пожалуйста, заполните это поле
1

Ученые научились отбивать молнии лазером

Наука 14:36 - 17 января 2023

Звучит как технология из научно-фантастического фильма, но это действительно работает

Лазерный луч на горе в Швейцарии

Ученым удалось отразить молнию с помощью лазера/Фото: TRUMPF/Martin Stollberg

Перестрелка молний и лазеров звучит как момент из какой-нибудь абсурдной голливудской научно-фантастической комедии, но в реальном мире это практически революция в сфере молниезащиты. Согласно новому исследованию группы ученых, экспериментировавших с лазерами на вершине швейцарской горы, где стоит огромная металлическая телекоммуникационная башня, излучение лазера в небо может предотвратить удары молнии.

Детали

Физик Орельен Хуар из лаборатории прикладной оптики Французского национального центра научных исследований в Париже и его коллеги выдерживали многочасовую грозовую активность, чтобы проверить, может ли лазер отводить удары молнии от критической инфраструктуры. В телекоммуникационную башню молния попадает около 100 раз в год.

Ежегодно удары молний могут нанести ущерб аэропортам и стартовым площадкам на миллиарды долларов, не говоря уже о людях. С увеличением экстремальных погодных явлений, вызванных изменением климата, эффективная защита от молний становится все более актуальной.

На сегодняшний день наша лучшая защита от ударов молнии — это стержень Франклина, который еще просто называют громоотводом. Это не что иное, как металлический шпиль, изобретенный в 18 веке Бенджамином Франклином, открывшим, что удары молнии – это зигзагообразные разряды электричества. Эти стержни соединяются с металлическими тросами, которые спускаются вниз по зданиям и закрепляются на Земле, рассеивая энергию молнии.

Хоуард и его коллеги хотели разработать лучший способ защиты от ударов молнии, борясь с электричеством с помощью света. В новом исследовании ученые отмечают:

Хотя эта область исследований была очень активной на протяжении более 20 лет, это первый полевой результат, экспериментально демонстрирующий молнию, управляемую лазерами.

Экспериментальная кампания проходила летом 2021 года на горе Сентис на северо-востоке Швейцарии. Короткие интенсивные лазерные импульсы были направлены в облака во время серии гроз, и успешно отвели четыре восходящих разряда молнии от кончика башни. Еще 12 ударов молнии попали в башню во время тех грозовых периодов, когда лазер был неактивен.

Однажды, когда небо было достаточно ясным, чтобы зафиксировать произошедшее на две отдельные высокоскоростные камеры, был зафиксирован удар молнии, прошедший путь лазера на расстоянии 50 метров.

Впервые идея о том, что молнии можно отворачивать с помощью лазеров, была озвучена в 1974 году. Несколько предварительных полевых испытаний, одно в Мексике и другое в Сингапуре, не смогли найти никаких доказательств того, что лазеры могут отражать удары молнии.

Хотя исследователи по-прежнему выясняют, почему лазеры сработали в их испытаниях, но не в предыдущих экспериментах, у них есть несколько идей. Лазер Хоуарда и его коллег использовал до тысячи импульсов в секунду, что гораздо быстрее, чем другие используемые лазеры, позволяя зеленому лучу перехватывать все предшественники молнии, образующиеся над башней.

Как объясняют Хоуард и его коллеги, лазер, устремленный в небо, изменяет свойства воздуха, искривляющие свет, заставляя лазерный импульс сжиматься и усиливаться, пока он не начнет ионизировать молекулы воздуха. Этот процесс называется филаментацией.

Молекулы воздуха быстро нагреваются по пути лазера, поглощая его энергию, а затем выбрасываются со сверхзвуковой скоростью. Это оставляет "долгоживущие" каналы менее плотного воздуха, предлагающие путь для электрических разрядов. По словам ученых, при высокой частоте повторения лазера эти долгоживущие заряженные молекулы кислорода накапливаются, сохраняя память о лазерном пути, за которым следует молния. Хоуард и его коллеги подчеркивают:

Эта работа прокладывает путь для новых атмосферных применений ультракоротких лазеров и является важным шагом в разработке лазерной молниезащиты для аэропортов, стартовых площадок или крупных инфраструктур.

Ранее космический телескоп Hubble сделал снимок маленькой галактики под названием HIPASS J1131-31. Это самая молодая галактика во Вселенной.

Источник: Nature Photonics

Не пропустите интересное!

Подписывайтесь на наши каналы и читайте новости в удобном формате!

Главное за сегодня
Больше новостей