借助新的快速雷射光束,科學家現在可以轉移閃電

在這類真實世界的第一個實驗中,科學家們成功地控制了天空中的閃電路徑,這要歸功於快速發射的激光,該激光可用於保護基礎設施免受雷暴的損壞。

該實驗由約 25 名研究人員組成的小組於 2021 年進行雷射避雷針(LLR)項目是一項總部位於歐洲的倡議,旨在開發控制閃電的雷射系統。

摘要科學家在描述該項目時表示,從 2021 年開始,足夠強度的雷射光束應該像金屬線一樣工作,迫使閃電沿著其路徑傳播。

為了證明這個理論,他們製造了一台耗資 200 萬歐元的高功率​​雷射器,能夠每秒發射 1,000 個高能量脈衝,然後在瑞士阿爾卑斯山的桑蒂斯電信塔旁進行了試驗。據估計,這座塔每年大約被閃電擊中 100 次。

2021 年 7 月至 9 月期間,經過 10 週多的觀察和 6 個多小時的雷暴,該塔遭到至少 16 次閃電擊中,其中在激光激活期間有 4 道閃電擊中。

在晴朗的天空條件下,高速攝影機記錄到的一個案例中,雷擊沿著雷射光束的精確直線前進了約 50 米,這表明該技術的效果正如預期的那樣。

對於由於陰天而相機無法捕捉到的三個閃電,研究人員觀察了閃電發出的無線電波,發現閃電再次沿著雷射創建的路徑移動。

山頂實驗的結果發表在自然光子學本星期。

高科技避雷針

20多年來,科學家一直在嘗試利用閃電的力量,但這是第一次在現實世界中證明雷射可以有效控制閃電的電荷。

目前世界各地最常見的防雷技術是避雷針,這是一根紮根於地下的一公尺長的金屬桿。

由於其高度有限,金屬棒無法用於保護機場和火箭發射台等大面積區域。

另一方面,像瑞士阿爾卑斯山實驗中使用的快速雷射光束將能夠覆蓋這些更大的區域和基礎設施,攔截高空的閃電。

透過以每秒 1,000 次的速度在天空中發射強烈的紅外光,LLR 專案的雷射為閃電創造了一條阻力最小的路徑,將電子從空氣分子中剝離出來,形成一條低密度電離空氣通道。

雖然這項研究的主要目標是有一天利用這項技術來更好地保護我們和我們的基礎設施免受雷擊,但LLR 專案產生的雷射光束成本高昂,使得這種情況在不久的將來不太可能發生。

首席研究員、巴黎應用光學實驗室的物理學家 Aurélien Houard 告訴《自然》雜誌,到目前為止,該專案的雷射是獨一無二的,這意味著需要時間才能使該技術更便宜、更實用。