Одно из самых мощных природных явлений — молния, способно высвободить миллионы вольт за доли секунды. Но это явление может быть разрушительным, вызывая пожары, повреждая здания и вызывая травмы и смерть. На протяжении веков громоотвод был нашей лучшей защитой от ударов молнии. Он представляет собой простую металлическую палку, прикрепленную к высоким зданиям, которая притягивает электричество и безопасно направляет его в землю. Однако у громоотвода ограниченный радиус действия, что требует более эффективной системы защиты для больших зданий.
Исследователи в Европе разработали более эффективную систему — лазерный громоотвод (LLR). Он включает в себя луч лазера, направленный в облака во время шторма и позволяющий проложить путь наименьшего сопротивления для прохождения электричества. Благодаря своей природе, он может простираться намного дальше, чем громоотвод. Когда в атмосферу излучаются лазерные импульсы очень высокой мощности, внутри луча образуются нити очень интенсивного света. Эти нити ионизируют молекулы азота и кислорода, присутствующие в воздухе, которые затем высвобождают свободные электроны для движения. Этот ионизированный воздух, называемый «плазмой», становится электрическим проводником.
Ученые разработали новую лазерную систему со средней мощностью 1 кВт, пульсирующую примерно 1000 раз в секунду, высвобождая один джоуль энергии за импульс. Он был установлен на вершине Сантиса, самой высокой горы в Швейцарских Альпах, рядом с башней, которая ежегодно привлекает около 100 ударов молнии. В период с июня по сентябрь 2021 года команда тестировала систему во время штормов, пронесшихся по региону. Лазер был направлен в небо рядом с вершиной башни, чтобы попытаться привлечь молнию к лучу до того, как она достигнет обычного громоотвода башни.
В течение того лета четыре удара молнии попали в башню, когда был включен лазер, и, конечно же, он погнул болт. Однако ученые обнаружили, что после первого случая лазерной молнии разряд может следовать за лучом почти на 60 м, прежде чем достигнет башни, тем самым увеличив радиус защитной поверхности со 120 м до 180 м. Это означает, что лазерный громоотвод может быть более эффективным и безопасным способом защиты от молний для больших зданий, таких как аэропорты и ветряные электростанции.
Таким образом, лазерный громоотвод представляет собой новую и более эффективную систему защиты от молний. Он использует луч лазера для привлечения молнии и создания пути наименьшего сопротивления для прохождения электричества. В отличие от громоотвода, лазерный громоотвод может простираться намного дальше, что делает его более подходящим для защиты больших зданий. Тестирование лазерного громоотвода на вершине Сантиса показало его эффективность и потенциал для дальнейшего развития.
