В понедельник ученые заявили, что впервые использовали лазерный луч для направления молнии, надеясь, что этот метод поможет защититься от смертоносных молний и однажды, возможно, даже вызвать их.
Молнии ударяют 40-120 раз в секунду по всему миру, убивая более 4 000 человек и нанося ущерб на миллиарды долларов каждый год.
Однако основным средством защиты от этих молний до сих пор остается скромный громоотвод, который впервые был придуман американским эрудитом Бенджамином Франклином в 1749 году.
Группа ученых из шести исследовательских институтов уже много лет работает над тем, чтобы использовать ту же идею, но заменить простой металлический шест на гораздо более сложный и точный лазер.
Теперь в исследовании, опубликованном в журнале Nature Photonics, они описывают использование лазерного луча, выпущенного с вершины швейцарской горы, для направления молнии на расстояние более 50 метров.
"Мы хотели дать первую демонстрацию того, что лазер может влиять на молнию, а направить ее проще простого", - сказал Орельен Уар, физик из лаборатории прикладной оптики парижского института ENSTA и ведущий автор исследования.
Но для будущих применений "было бы еще лучше, если бы мы могли запускать молнию", - сказал Уар AFP.
Как поймать молнию
Молния - это разряд статического электричества, который накапливается в грозовых облаках или между облаками и землей.
Лазерный луч создает плазму, в которой заряженные ионы и электроны нагревают воздух.
По словам Хоуарда, воздух становится "частично проводящим, и, следовательно, путь, который предпочитает молния".
Когда ученые ранее проверяли эту теорию в Нью-Мексико в 2004 году, их лазер не захватил молнию.
По словам Хоуарда, лазер потерпел неудачу, потому что он не излучал достаточно импульсов в секунду для молнии, которая возникает за миллисекунды.
Он добавил, что было также трудно "предсказать, куда упадет молния".
В последнем эксперименте ученые не оставили ничего случайного.
Они затащили лазер размером с автомобиль, который может выстреливать до тысячи импульсов света в секунду, на 2500-метровую вершину горы Сантис на северо-востоке Швейцарии.
На вершине находится вышка связи, в которую молния ударяет около 100 раз в год.
После двух лет создания мощного лазера потребовалось несколько недель, чтобы перевезти его по частям по канатной дороге.
Наконец, вертолет должен был доставить большие контейнеры, в которых разместился телескоп.
Телескоп сфокусировал лазерный луч до максимальной интенсивности в точке на высоте около 150 метров - прямо над вершиной 124-метровой башни.
Диаметр луча в начале составляет 20 сантиметров, но к вершине он сужается до нескольких сантиметров.
Оседлать молнию
Во время грозы летом 2021 года ученые смогли сфотографировать, как их луч направляет молнию на 50 примерно метров.
Три других удара также были направлены, как показали интерферометрические измерения.
Большинство молний образуются из прекурсоров внутри облаков, но некоторые могут возникать из земли, если электрическое поле достаточно сильное.
"Ток и мощность молнии становятся очевидными, как только земля соединяется с облаком", - сказал Хуард.
Лазер направляет один из этих предвестников, делая его "намного быстрее, чем другие, и прямее", - сказал он.
"Затем он первым соединится с облаком, прежде чем загорится".
Это означает, что теоретически эту технику можно использовать не только для того, чтобы отогнать молнию, но и для того, чтобы вызвать ее в первую очередь.
Это могло бы позволить ученым лучше защищать стратегические объекты, такие как аэропорты или ракетные площадки, инициируя удары в нужное время.
На практике это потребует высокой проводимости плазмы лазера, которой, по мнению ученых, они еще не достигли.