Вчені вперше «зігнули» блискавку

Дослідники спромоглися відхилити блискавку в небо за допомогою потужного лазерного пострілу – вперше в науці. Потужний лазер зміг відхилити блискавку майже на 200 футів, перш ніж вона потрапила до громовідводу, що значно покращило функцію стрижня.

Результати, опубліковані в січні, показують, що одного разу лазери можна буде використовувати для захисту від небезпечних гроз, які щорічно вбивають в середньому 43 особи в США і коштують домовласникам США майже 1 мільярд доларів США у вигляді страхових виплат у 2022 році.

Лазери як громовідводи

Ідея використовувати лазерний громовідвід виникла ще на початку 70-х років, розповів Орельєн Уар, науковий співробітник Лабораторії оптичних додатків швейцарського університету EPFL та координатор проекту у своєму блозі на французькому сайті Polytechnique Insights.

Принцип простий: лазерні промені, якщо вони досить потужні, можуть нагрівати повітря настільки сильно, що змушують молекули вивільняти електрони. Це створює канал, повний заряджених електронів уздовж лазерного променя, і всі ці електрони притягують блискавки, які шукають шлях найменшого опору між хмарами та землею.

Проблема в тому, що цей канал дуже недовговічний, а промені лазера мерехтять. Хоча вченим вдалося відхилити блискавку в лабораторії, їм ніколи не вдавалося це зробити в реальних умовах. Щоб гарантувати, що канал залишається відкритим досить довго, щоб відхилити блискавку під час грози, вчені розробили лазер, здатний випромінювати потужні імпульси 1000 разів на секунду.

Це були спільні зусилля Женевського університету (UNIGE) та EPFL у Швейцарії, Політехнічної школи у Франції та фірми з наукових лазерів TRUMPF у Німеччині. Їхній лазер пульсував у 100 разів швидше, ніж їх попередній лазер, а це означає, що у лазера «у 100 разів більше шансів упіймати блискавку», сказав Хоуард у The Wall Street Journal.

Випробування лазера на вершині швейцарської гори

Щоб протестувати нове обладнання, вчені підняли свій тритонний лазер на вершину гори Сентіс заввишки 8000 футів у Швейцарії. Перевагою цього місця є 400-футова вежа зв’язку, в яку гарантовано потрапляє блискавка щонайменше 100 разів на рік.

Лазер включався щоразу, коли прогноз погоди пророкував грозу.

Зрештою, вченим вдалося зафіксувати природну блискавку, яка вперше йшла за лазерним променем, перш ніж вразити вежу.

«Звичайно, після цього нам потрібно було проаналізувати набагато більше даних», — сказав Жан-П’єр Вольф, професор прикладної фізики в UNIGE, у відеоролику, що супроводжує результати французькою мовою.

«Але ця фотографія говорила тисячу слів, у цьому не було жодних сумнівів. Коли я побачив цю фотографію, я зрозумів, що вона є», — сказав він.

Молінозахисне обладнання потребує оновлення

Це відкриття вселяє надію на те, що одного разу лазери зможуть запропонувати нові необхідні можливості для захисту від блискавок.

Згідно з прес-релізом, що супроводжує висновки, громовідводи, винайдені Бенджаміном Франкліном, залишаються найкращою формою захисту від блискавок, яку ми маємо. Проблема в тому, що їхній захист поширюється лише на висоту стрижня. Це означає, що стрижень заввишки 10 футів захистить будь-кого, хто знаходиться в межах 10 футів від стовпа, але не далі за цим, згідно прес-релізу.

З іншого боку, лазер може досягти висоти у хмарах.

«Ми виявили, що розряд може йти за променем майже на 60 метрів (196 футів), перш ніж досягне вежі», — сказав Вольф, згідно з CNN.

Це означало, що лазер «збільшив радіус захисної поверхні зі 120 метрів (393 фути) до 180 метрів (590 футів)». Наступним кроком буде спроба розробити лазер, який зможе підійматися ще вище у небі. Джерело