Международен екип от учени постигна успех в опита да отклонят мълния с помощта на мощен лазер, което може да доведе до революция в методите за защита от мълнии. Постижението предлага поглед към бъдещето на технологиите за мълниезащита, които могат да се окажат от решаващо значение за предотвратяване на опасностите, свързани с гръмотевичните бури.

Концепцията за използване на лазери като гръмоотводи се разглежда от началото на 70-те години на миналия век. Основната идея на този подход е сравнително проста: един достатъчно мощен лазер е способен да нагрее въздуха до такава степен, че да накара молекулите да освободят електроните си. Това действие създава канал със заредени електрони по протежение на лазерния лъч, който на свой ред привлича мълнии. Мълнията търси пътя на най-малкото съпротивление между облаците и земната повърхност.

Въпреки това пред практическото приложение на идеята имаше значително предизвикателство. Генерираният от лазера канал е краткотраен, а лазерните лъчи са склонни да трептят. Досега успешни тестове бяха осъществени само в контролирани лабораторни условия.

За да преодолеят това предизвикателство, изследователите са разработили лазер, който може да излъчва мощни импулси със скорост 1000 пъти в секунда. Това усилие е изисквало съвместна работа на учени от Женевския университет (UNIGE) и Федералната политехническа гимназия в Лозана (EPFL) в Швейцария, Политехническата гимназия във Франция и компанията за научни лазери TRUMPF в Германия.

За да оценят ефективността на новия лазер, учените са го транспортирали до върха на планината Сентис в Швейцария — място, известно с честите си гръмотевични бури.

Лазерът е бил включван винаги, когато прогнозата за времето е предвиждала гръмотевични бури. В крайна сметка изследователите успяват да запишат мълния, която за първи път следва пътя на лазера, преди да удари кулата.

Изследването дава надежда, че лазерите могат да представляват така необходимата алтернатива за защита от мълнии. Изобретението на Бенджамин Франклин — гръмоотводът — остава най-често използваният метод за защита от мълнии. Той обаче осигурява защита само в рамките на своята височина. Така например един прът с височина десет метра защитава хората в радиус от десет метра, но не и извън него. От своя страна, лазерите имат потенциала да достигнат високо в облаците.

Следващият етап включва разработването на лазери с още по-голям обхват в атмосферата – амбициозна, но теоретично осъществима перспектива. Въпреки това учените считат, че тази технология може да отнеме поне десетилетие, за да се усъвършенства достатъчно за пазарно приложение.

Източник: Houard, A., Walch, P., Produit, T. et al. Laser-guided lightning. Nat. Photon. 17, 231–235 (2023). https://doi.org/10.1038/s41566-022-01139-z

Снимки: TRUMPF/Martin Stollberg; Houard, A. et al., Nature Photonics