Лазерный громоотвод был расположен на вершине швейцарской горы и предназначался для защиты телекоммуникационной вышки, уязвимой для гроз. Это дало чрезвычайно многообещающие результаты.
Лазерный громоотвод был установлен на телекоммуникационной вышке Swisscom на горе Сантис.
В разработке, которая отлично смотрелась бы в научно-фантастическом фильме-катастрофе, исследователи разработали лазерный луч, который может отклонять молнию.
Создатели так называемого лазерного громоотвода, устремленного ввысь с впечатляющей горы Сантис на северо-востоке Швейцарии, назвали его самым большим шагом в защите от грозы со времен Бенджамина Франклина.
Один из отцов-основателей Америки Франклин изобрел громоотвод в 1752 году. С тех пор металлические мачты остаются самой эффективной формой защиты.
Но в то время как громоотвод ограничен в том, насколько далеко его защита может достигать его высоты (например, 10-метровый стержень будет покрывать 10-метровый радиус), решение на основе лазера обещает сделать работу на более широких площадях.
В выводах, опубликованных в журнале Nature Photonics, исследователи сообщают, что их новой мачте удалось отразить четыре удара молнии на расстоянии нескольких десятков метров — даже в самую сложную погоду.
Лазерный громоотвод шириной 1,5 метра, длиной восемь метров и весом более трех тонн был установлен на самой вершине горы Сантис, примерно на 2500 метров над уровнем моря.
Там стоит телекоммуникационная вышка Swisscom, оснащенная обычным громоотводом.
В течение трех месяцев, с июня по сентябрь 2021 года, исследователи следили за работой модернизированного лазерного стержня, который активировался каждый раз, когда прогнозировался шторм для защиты башни.
Координатор проекта Орельен Уар из французской Laboratoire d'Optique Appliquee сказал: «Цель состояла в том, чтобы увидеть, есть ли разница с лазером или без него.
«Мы сравнили данные, собранные, когда над башней создавалась лазерная нить, и когда в башню естественным образом ударила молния».
Другие учреждения, участвовавшие в исследованиях, включали Женевский университет и мюнхенскую специализированную производственную компанию TRUMPF, разработавшую лазер.
Высокоскоростные камеры показали, что молния «отклоняется» лазером.
Как работает лазерный громоотвод?
Традиционный громоотвод призван притягивать разряды молнии, а затем направлять вольты в землю.
Лазерный громоотвод работает по тому же принципу, что и молния, но вместо металлического столба он делает это, создавая каналы ионизированного воздуха с помощью своего лазерного луча.
Это когда молекулы воздуха электрически заряжены, что придает им проводящее качество, подобное металлу.
Автор исследования Жан-Пьер Вольф из Женевского университета объяснил: «Когда в атмосферу излучаются лазерные импульсы очень высокой мощности, внутри луча образуются нити очень интенсивного света.
«Эти нити ионизируют молекулы азота и кислорода в воздухе, которые высвобождают электроны, которые могут свободно двигаться. Этот ионизированный воздух, называемый плазмой, становится электрическим проводником».
Природа Фотоника
Что будет дальше?
Есть надежда, что лазерный громоотвод можно будет использовать не только сам по себе, но и для расширения вверх от традиционной мачты и увеличения размера защищаемой области.
Профессор Вольф сказал, что после почти года анализа команда пришла к выводу, что лучи лазерного стержня могут направить разряд болта почти на 60 метров, прежде чем он достигнет башни Swisscom, что резко увеличивает зону защиты.
В долгосрочной перспективе он может удлинить 10-метровую штангу на 500 метров.
Ученые говорят, что это может изменить способ защиты аэропортов, стартовых площадок и других важных объектов инфраструктуры от ударов молнии, которые ежегодно убивают около 24 000 человек.
