Гігантський бластер. Вчені навчилися керувати блискавками за допомогою лазерного променя (відео)

Віками наші предки використовували громовідводи для управління ударами блискавки, проте сьогодні вчені вийшли на новий рівень — гігантські металеві палиці йдуть у минуле, а на зміну їм прийшли "величезні бластери", пише New Atlas.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та захопливі новини зі світу науки!

Блискавка, мабуть, одне з найенергійніших природних явищ, у процесі якого за частку секунди вивільняються мільйони вольт, що, звичайно ж, може бути руйнівним — відключення електрики, пожежі, травми і навіть смерті. Віками найкращим способом захиститися від блискавки вважався громовідвід — величезна металева палиця, прикріплена до найвищої будівлі. Ця проста конструкція, по суті, притягує електрику та безпечно спрямовує її в землю. Однак однією з проблем є те, що подібні громовідводи мають обмежений радіус дії — наприклад, 10-метровий громовідвід здатний захистити лише територію радіусом 10 метрів навколо себе. Тобто для захисту великої будівлі чи аеропорту фактично буде потрібний гігантський громовідвід. Але, схоже, вчені знайшли вихід.

Група дослідників продемонструвала роботу нової більш ефективної системи — по суті, вчені навчилися відхиляти розряди блискавки за допомогою потужного лазера, спрямованого на небо. За словами автора дослідження Жан-П'єра Вольфа, лазерний громовідвід (LLR) являє собою промінь лазера, спрямований у хмари під час шторму — таким чином він прокладає шлях найменшого опору для проходження електрики. Понад те, лазерний промінь може сягати набагато далі, ніж громовідвід, а отже і захищати велику територію.

Вчені пояснюють, що коли в атмосферу випромінюються лазерні імпульси високої потужності, усередині променя утворюється нитки дуже інтенсивного світла — ці нитки пронизують молекули азоту та кисню, які є у повітрі, вони зі свого боку вивільняють вільні електрони для руху. У результаті іонізоване повітря, яке також називають "плазмою", стає електричним провідником.

Для демонстрації своєї концепції вчені розробили лазерну систему із середньою потужністю 1 кВт і пульсуючу приблизно тисячу разів на секунду, вивільняючи 1 джоуль енергії за імпульс. Лазерну систему встановили на вершині Зентіса, що є найвищою горою у Швейцарських Альпах. Вчені зазначають, що лазер був встановлений поряд з вежею, яка щороку притягує близько сотні ударів блискавки.

Тестування системи тривало з червня по вересень 2021 року — у цей час регіоном якраз промайнули шторми. Дослідники зазначають, що лазер був спрямований у небо поруч із вершиною вежі — основною метою було спробувати залучити блискавку до променя до того, як вона досягне звичайного громовідводу вежі. За період тестування вчені зафіксували чотири удари блискавки.

За словами Вольфа, вони з колегами виявили, що після першого випадку лазерної блискавки розряд може йти за променем майже 60 метрів, перш ніж досягне вежі, тобто радіус захисної поверхні збільшується зі 120 до 180 метрів.

Зазначимо, що ідея використання лазерів як громовідводу не нова, і вже навіть показала перспективні результати в лабораторних експериментах. Однак це дослідження є першим, коли дослідникам вдалося використовувати лазерну систему в реальному світі.

До речі, деякі дослідники припускають, що графенові промені могли б впоратися з цим завданням краще за лазерні, проте для того, щоб перевірити це потрібно більше експериментів і складніші установки.

Вольф також зазначає, що вони з командою планують продовжити роботу, оскільки кінцевою точкою дослідження є розширення зони впливу 10-метрового громовідводу на 500 метрів.

Раніше Фокус писав, що вчені пояснили феномен дивовижних атмосферних явищ — червоних блискавок.