Согласно отчету, опубликованному в журнале Nature Photonics, лазер высокой интенсивности, направленный в небо, работает как громоотвод. Новое исследование улучшит стратегии молниезащиты жизненно важной инфраструктуры — электростанции, аэропорты и стартовые площадки для космических миссии.
Самый известный тип громоотвода на сегодняшний день — «стержень Франклина». Это проводящая электричество металлическая мачта, которая перехватывает разряды молнии и безопасно направляет их на землю. Такие громоотводы также относятся к типу «стержень и катушка». Они работают, притягивая и проводя электрические заряды от грозы на землю. Их размещают на вершине здания или другой конструкции и оснащают проводами, которые соединяют стержень и систему заземления.
Когда приближается гроза, электрические заряды грозовых облаков притягиваются к остроконечному стержню, который действует как проводник. Затем они безопасно передаются по проводу на землю, что снижает риск повреждения от удара молнии.
Использование лазеров в качестве громоотводов является теоретической концепцией, которая все еще исследуется. Идея состоит в том, что мощный лазерный луч может быть направлен в атмосферу, чтобы ионизировать путь, по которому должна следовать молния, фактически «направляя» молнию в определенное место, где ее можно безопасно заземлить. Концепция основана на принципах лазерного пробоя, когда лазерный луч высокой интенсивности создает плазменный канал в газе, который затем проводит электричество.
До этого момента интенсивные лазерные импульсы использовали для направления ударов молнии в лабораторных условиях. В рамках нового исследования ученые полевые эксперименты на северо-востоке Швейцарии. Они использовали огромный лазер, который производит до 1 000 импульсов в секунду. Его разместили рядом с вышкой связи; 100 раз в год в нее ударяет молния.
За шесть часов работы во время грозовой активности лазер изменил траекторию четырех восходящих грозовых разрядов. Высокочастотные электромагнитные волны, создаваемые ударами молнии, ученые использовали для точного определения ударов, чтобы подтвердить наблюдения.
Обнаружение сильных рентгеновских вспышек во время ударов также подтвердило успешное наведение молнии. Высокоскоростные камеры зафиксировали один из ударов, который, как позже выяснилось, следовал по пути лазера на протяжении более 50 м.
