Naukowcy ujarzmili piorun za pomocą lasera. Strzelali w niebo

i

Autor: Nature Photonics

Naukowcy ujarzmili piorun za pomocą lasera. Strzelali w niebo

2023-01-25 15:25

Interesująca metoda radzenia sobie z wyładowaniami atmosferycznymi. Jest tym ciekawsza, że operatorzy lasera wcale nie mieli w planach trafić w piorun, który przecież jest tak szybkim zjawiskiem, że strzelanie do niego dosłownie i w przenośni mija się z celem. Mechanizm jest odwrotny, laser działa jak przynęta.

Piorun, zwany naukowo wyładowaniem doziemnym, nie jest niczym innym jak przeniesieniem dodatnich lub ujemnych ładunków elektrycznych między chmurą burzową a gruntem. To taka ogromna iskra, za pomocą której przeskakują ładunki. Trwa krótko, jest piękna i niebezpieczna. Przed jej negatywnymi skutkami chronią nas piorunochrony. W czym zatem jest od nich lepszy laser? Nie chodzi tutaj o wyścig zbrojeń, a raczej o zbadanie właściwości zjawisk.

Eksperyment miał miejsce w Szwajcarii. Naukowcy wybrali szczyt Säntis, gdzie znajduje się wieża telekomunikacyjna. Każdego roku pioruny biją w to miejsce około setki razy. Podczas zachmurzenia, gdy ewidentnie znów zbierało się na burzę, wycelowali w niebo i odpalili laser. Rzeczywiście pioruny zaczęły się pojawiać, a urządzenia rejestrujące zanotowały bardzo ciekawe zjawisko. Piorun wygląda jak wąż, który oplata wiązkę laserową.

To, że takie zjawisko może mieć miejsce, przewidzieli naukowcy w warunkach laboratoryjnych. Jednak do tej pory nie udało się tego zaobserwować „na żywo”. Co tu się tak naprawdę wydarzyło? Wypuszczona w niebo wiązka laserowa zmienia właściwości otaczającego ją powietrza tak, że inaczej przechodzi przez nie światło. Cząsteczki powietrza są przez laser bardzo szybko podgrzewane, przejmują od niego energię, następnie za jej pomocą są odrzucone z ogromną prędkością. Na ułamek chwili pozostaje w tym miejscu odrobina przestrzeni. W tych rozrzedzonych miejscach błyskawice „chętniej” się pojawią. Co więcej, jeśli strzeli się kilka razy, naenergetyzowane cząsteczki powietrza zdają się „zapamiętywać” proces i zbierają się w konkretnych miejscach tworząc trasy, po których łatwiej może dojść do przemieszczenia się ładunków elektrycznych.

To oznacza, że w pewnym sensie właśnie wydzieramy bogom władzę nad piorunami i już nie tylko Zeus będzie sobie nimi mógł swobodnie ciskać. Dopracowując taką technologię ludzkość może ją wykorzystać do pewnej ograniczonej kontroli nad opadami i pogodą, a w czasach ożywionej dyskusji o nieuchronnej katastrofie klimatycznej jest to niezwykle ważne. Dodatkowo taka laserowa „wędka” na pioruny może być świetną ochroną na przykład dla lądowisk, zabezpieczając lądowania i starty samolotów i innych maszyn latających.

Widmo Brockenu uchwycone w obiektywie kamery. Spektakularne widowisko!