17.01.2023, 09:58
Сергей Васильев
7
12,4 тыс

Лазер помог направить движение молний

❋ 5.8

Луч мощного лазера позволил создать 50-метровый канал для распространения разрядов — «воздушный громоотвод» для контроля за ударами молний.

©TRUMPF / Автор: Иван Беляев

Уже несколько столетий для защиты от молний используют громоотводы. Такие длинные металлические стержни создают путь с небольшим сопротивлением, по которому заряд уходит далее в проводник — и в землю. Однако, чтобы удар пришелся именно в громоотвод, молния должна вспыхнуть достаточно близко к нему. Это происходит далеко не всегда, ведь процесс инициируется в грозовом облаке, на довольно большой высоте, и распространяется хаотически.

Поэтому еще несколько десятилетий назад ученые предложили использовать для этой цели лазеры. Достаточно мощный луч, путешествуя сквозь воздух, создает в нем узкую область пониженного давления, содержащую повышенные количества заряженных частиц — разреженную плазму. Такой «след» от лазера дает молнии почти столь же удобный путь для движения, что и громоотвод, причем он может продолжаться вплоть до большой высоты. Но до сих пор попытки реализовать такой подход оказывались удачными разве что в лаборатории.

Успешная демонстрация состоялась лишь недавно, в швейцарских Альпах, на горе Сентис, где установлена телекоммуникационная вышка, получающая порядка сотни ударов молний каждый год. Благодаря этому вершину активно используют для изучения разрядов, она оборудована массой нужных инструментов. Именно там экспериментировали исследователи из Женевского университета и их коллеги из компании TRUMPF, которая предоставила мощный лазер и специалистов для работы с ним. Результаты их сотрудничества представлены в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

©TRUMPF

Эксперименты проходили во время нескольких гроз, с июля по сентябрь 2021 года. Лазер для них использовали куда мощнее, чем в предыдущих попытках «приручить» молнию. Он испускал импульсы с килогерцевой частотой, тысячи раз в секунду, что на порядки интенсивнее прошлых инструментов. Это позволило создать в воздухе более стабильный плазменный канал для молний. В течение шести часов башня на Сентисе получила четыре разряда, которые распространялись именно по пути, «обозначенному» лазером.

Луч был ориентирован таким образом, что проходил у самого громоотвода, установленного на вышке. Благодаря этому молнии уходили в него и не попадали в лазерное оборудование. В одном случае разряд произошел при сравнительно светлом небе, его траекторию удалось заснять с помощью камеры. Три другие молнии ученые визуализировали с помощью радиоволн.

Такая работа показала, что лазер создавал путь на дистанции около 50 метров, заставляя электричество двигаться вдоль него. Это куда больше, чем громоотводы, длина которых составляет несколько метров. Однако до самых облаков ученым только предстоит дотянуться — возможно, с помощью еще более мощных лазеров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
14 сентября, 07:49
Марк Чернов

Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.

14 сентября, 11:27
Марк Чернов

Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.

14 сентября, 10:27
Игорь Байдов

Падение астероида примерно 66 миллионов лет назад запустило цепь событий, которые привели к вымиранию нептичьих динозавров. Однако некоторые группы пресмыкающихся пережили эту катастрофу и начали быстро восстанавливаться. Всего через несколько сотен тысяч лет после случившегося в реках Северной Америки уже охотился двухметровый хищник с необычными зубами, способными дробить твердую пищу. Его остатки помогли ученым понять, как аллигаторы развивались практически сразу после вымирания.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

8 сентября, 15:58
Елизавета З.

В конце августа 2026 года американские военные впервые применили высокоэнергетическую лазерную систему. С тех пор активность дронов у мексиканской границы снизилась примерно на 75%.

11 сентября, 10:25
Александр Березин

Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев
Самое важное указан путь молнии, теперь главное уловить всю её мощь, какие перспективы, огонь 🥸
    Zhe Sh
    19.01.2023
    Мощность-то большая, а вот энергия не очень. По расценкам квартирного счетчика на полторы-две тыщи рублей всего. Как за такую скромную сумму у Марвела становятся сверхчеловеками - непонятно🤔
Это не новая технология. Я читал про нее с журнале "юный техник", 80-х годов... Вообще часто натыкаюсь на статьи, которые давно публиковались в советском союзе.
Почему в статье фигурирует слово "Громоотвод", получается он ловит звук, а не молнию. Может молниеотвод?
aRTUR Ko
17.01.2023
Громоотвод вобщетто работает совсем по другому. В него как раз не должна бить молния, поскольку он в определенной зоне отводит заряды из воздуха в землю
    TheRio TheRio
    27.03.2023
    Принцип работы. Молниеотвод улавливает молнию и перенаправляет удар в землю. Чтобы молния гарантированно попала в громоотвод, его ставят как можно выше: на крышу дома, специальную мачту или, например, на растущее рядом высокое дерево.
Zhe Sh
17.01.2023
Такой громоотвод, наверное, стоит дороже, чем вся эта телевышка.PS Даже если это не так, в любом случае стоимость изготовления, экплуатации и обслуживания такой конструкци должна быть гораздо ниже, чем ущерб от молний.