Лазеры могут направлять молнии к громоотводам
Лазеры могут направлять молнии к громоотводам
Лазер может направлять разряды молнии в громоотвод во время грозы. Об этом свидетельствует исследование международной группы ученых на телекоммуникационной башне высотой 124 метра на швейцарской горе Сэнтис. Это открытие может привести к улучшению молниезащиты аэропортов, стартовых площадок и крупных инфраструктурных объектов, пишет группа под руководством Орельена Уара из Лаборатории прикладной оптики в Палезо под Парижем в научном журнале «Nature Photonics».
Использование лазеров для молниезащиты было предложено еще в 1974 году. В лабораторных условиях наведение молний лазерами было доказано в конце 1990‑х годов. Однако эксперименты на открытом воздухе провалились в 2004 году в американском штате Нью-Мексико и в 2011 году в Сингапуре. То, что эксперименты на горе Сэнтис оказались успешными, ученые объясняют частотой повторения лазерных импульсов, которая была на два порядка выше, чем в предыдущих попытках. Используемый лазер излучал свет с длиной волны около одного микрометра (тысячной доли миллиметра) и частотой повторения 1000 герц.
Исследователям помогло то, что башня на Сэнтисе в последние годы неоднократно использовалась для измерений молний. «Эта башня, в которую молнии ударяют около 100 раз в год, оснащена несколькими датчиками, которые регистрируют ток молнии, электромагнитные поля на разных расстояниях, рентгеновское излучение и радиацию источников разрядов молнии», – пишут авторы исследования. Они установили дополнительные измерительные приборы и две высокоскоростные камеры, которые записывали удары молнии со скоростью до 24 000 кадров в секунду.
Молниеносные ветры вокруг лазерного луча
Эти камеры были расположены на расстоянии 1,4 и 5 километров от вершины башни и давали пригодные для использования результаты только при хорошей видимости. Это произошло с одной из четырех зарегистрированных вспышек, когда лазер был включен. Изображения с камеры показывают, что молния огибает лазерный луч на расстоянии более 50 метров, а затем ударяет в молниеотвод башни. Слегка наклоненный лазерный луч был направлен так, чтобы приблизиться к вершине башни.
Физически, вероятно, происходит следующее: Интенсивные лазерные импульсы сильно нагревают воздух, так что многие молекулы воздуха уходят в более холодную окружающую среду; вдоль лазерного луча образуется своего рода канал с очень низкой плотностью воздуха, так называемый филамент. В этой нити воздух значительно более проводящий, чем в окружающей среде, поэтому он способствует разрядам молний. Сравнение с зарегистрированными молниями без лазера показывает, что молния ударяет в молниеотвод башни гораздо точнее благодаря наведению лазера.
«Результаты испытательной кампании в Сэнтисе летом 2021 года дают косвенные доказательства того, что филаменты, сформированные короткими и интенсивными лазерными импульсами, могут направлять разряды молний на значительные расстояния», – заключают авторы исследования. Однако эти предварительные результаты должны быть подтверждены дальнейшими сериями испытаний с новыми конфигурациями.
Читайте также:
- Европейские физики научились управлять молниями
- В Германии в пешехода ударила молния: будьте осторожны
- 5 популярных заблуждений о грозах
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
