科学家使用强大的激光来控制闪电的路径
以前,科学家们使用激光在实验室里发电。
但研究人员现在已经提供了第一个证据,证明激光也可以在现实世界的风暴中工作。
他们的测试在瑞士的一座山峰上进行。
他们说有一天,激光会给防雷带来更好的效果。
目前最流行的防雷技术是雷杆:来自地面的金属柱。
因为金属是导电的,所以它会吸引闪电,可以攻击附近的建筑物或人。
然后,雷杆将引导电流安全地到地面。
但是,被雷杆遮挡的区域将受到柱子高度的限制。
法国巴黎理工学院的物理学家奥雷利安·豪德说:“如果你想保护一些大型基础设施,如机场或导弹发射器或风力发电场。
那么,你需要一个数公里或数百米大小的雷杆。
建造一根1公里高的金属棒将非常困难。
但激光可以达到那个高度。
它可以从远处的闪电中击落天空,并将它们引导到地面上的金属棒上。
2021年,包括胡德在内的一组研究人员在瑞士的森蒂斯山顶测试了这一想法。
激光收雷柱
该小组在用于电信的塔楼附近设置了一个高功率激光器。
那座塔被一根雷杆倾斜,每年被闪电击中约100次。
激光在暴风雨中投射到天空,总时间约六个小时。
激光每秒向云发出强大的红外光束 1,000 次。
光脉冲链将电子与空气分子分离出来。
它还将一些空气分子从路径中除去。
这创造了一个带电、低密度的等离子通道。
这些效果的组合使电流很容易沿着激光束运行。
这创造了天空中最不阻拦的路径。
豪德的团队调整了他们的激光,使其在塔顶上方形成电源通道。
这使得塔的雷杆捕捉到一道被激光阻挡的闪电,然后才能直接冲入激光设备。
当激光打开时,塔被闪电击中了四次。
其中一次发生在相当明显的天空中。
因此,两台高速摄像机能够记录事件。
这些图像显示闪电从云层中蜿蜒运行,并沿着激光向塔楼约50米。
研究人员还希望跟踪他们无法在相机上拍摄的三道闪电的路径。
为此,他们考虑了雷击产生的无线电波。
无线电波表明,这三道闪电也紧随激光的路径。
现实世界的天气控制?
没有参与这个实验的马里兰大学学院公园的物理学家霍华德·米尔奇伯格说:“这个实验是一项真正的成就。
多年来,人们一直在努力这样做。
米尔奇伯格说,弯曲闪电的主要目标是帮助对抗它。
但是,如果科学家真的擅长将闪电从天空中拉出来,那么还有其他应用。
他说:“它甚至可能有助于为一切充电。
想象一下:像电池一样插上雷雨。
西雅图华盛顿大学的大气和空间科学家罗伯特·霍尔兹沃思(Robert Holzworth)在想象未来控制雷暴的能力时更加谨慎。
在这次实验中,“他们只显示导道的长度是50米。
大多数闪电通道长达数公里。
因此,扩大激光系统的规模,以有一个有用的覆盖范围,长达数公里可能需要大量的努力。
侯德指出,这需要更高的能量激光。
这是迈向数公里长的雷杆的第一步。
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