Promień gromowładny. Wiązka laserowa może przechwytywać pioruny
Gdyby tak dało się łapać pioruny podczas burzy i odciągać je od wrażliwych na wyładowania elektryczne instalacji. Oczywiście, od dawna istnieją instalacje odgromowe, ale jeszcze nigdy nie próbował odciągać pioruny za pomocą… światła.
Jak donoszą naukowcy w najnowszym numerze periodyku naukowego Nature Photonics, eksperymenty przeprowadzone na szczycie góry Santis w Szwajcarii po raz pierwszy w historii dowiodły, że wyładowania elektryczne można w części kontrolować za pomocą silnej wiązki laserowej.
Tradycyjne instalacje odgromowe wciąż składają się z uziemionych metalowych prętów, które ściągają na siebie wyładowania elektryczne, które mogłyby w przeciwnym razie uderzyć znajdujące się w pobliżu budynki. Problem jednak w tym, że takie instalacje mają swoje ograniczenia. Im większy obszar chcemy chronić, tym owe pręty muszą być wyższe. Gdybyśmy chcieli ochronić potężne instalacje - np. wysokie turbiny wiatrowe, czy też stanowiska startowe rakiet na kosmodromach, takie pręty musiałyby mieć wysokość kilkuset metrów, a to już byłoby problematyczne.
Czytaj więcej:
Naukowcy ze Szwajcarii postanowili sprawdzić, czy za pomocą wiązki laserowej nie można przypadkiem przyciągać piorunów do zainstalowanej na ziemi instalacji odgromowej, w ten sposób chroniąc przed wyładowaniami znacznie większy obszar niż taka instalacja byłaby sama w stanie ochronić.
Na miejsce przeprowadzenia eksperymentu wybrano wieżę telekomunikacyjną na szczycie góry Santis. Sama wieża o wysokości 124 metrów wyposażona jest w instalację odgromową, która ściąga średnio 100 piorunów rocznie. W pobliżu wieży naukowcy zainstalowali silny laser, który w okresie od lipca do września 2021 roku przez łącznie sześć godzin emitował w trakcie burz silną podczerwoną wiązkę laserową skierowaną w podstawę chmur.
Za każdym razem, urządzenie emitowało krótkie, intensywne błyski z częstotliwością 1000 razy na sekundę. Każdy taki impuls odrywał elektrony od atomów napotkanych na drodze wiązki lasera. W ten sposób powstawał w powietrzu swoisty kanał, którym piorun mógł z łatwością przemieszczać się przez atmosferę. Emitowana wiązka przebiegała bardzo blisko najwyższego punktu wieży telekomunikacyjnej. Dzięki temu piorun schodzący ku ziemi mógł zostać w tym miejscu przechwycony przez tradycyjną instalację odgromową i nie uderzał w samo urządzenie emitujące wiązkę laserową.
W trakcie trwania eksperymentu instalacja odgromowa została uderzona czterokrotnie. W jednym przypadku do wyładowania doszło w ciągu dnia i kamery były w stanie zarejestrować piorun podążający wzdłuż wiązki laserowej. W trzech pozostałych przypadkach fale radiowe także wykazały, że wyładowania także zostały skutecznie przyciągnięte do wieży przez laser.
Żeby jednak nie było tak kolorowo, naukowcy przyznają, że wyładowania podążały ścieżką stworzoną przez laser tylko przez ostatnie 50 metrów. Zanim zatem będzie można wykorzystać technologię w wydajny sposób, tworząc w ten sposób świetlny odpowiednik piorunochronu o wysokości kilometra, trzeba będzie znacząco zwiększyć zdolności lasera, a to może jeszcze trochę czasu zająć.
