Tudósok Első Alkalommal Irányítottak Villámcsapásokat Lézerrel
Háttér
A villámcsapások a természet erőteljes és veszélyes erői. Károkat okozhatnak épületekben, megbéníthatják az infrastruktúrát, és akár emberi életet is veszélyeztethetnek. A villámhárítókat, amelyeket Benjamin Franklin talált fel a 18. században, a villámcsapások elleni védekezésre használták azáltal, hogy vonzzák a villámokat és a földbe vezetik őket. A villámhárítók azonban csak korlátozott védelmet nyújtanak, és nem hatékonyak olyan nagy infrastruktúrák esetében, mint a repülőterek és indítóállások.
Lézerek: Új Módja a Villámvédelemnek
A tudósok az 1960-as évek óta vizsgálják a lézerek használatát a villámok irányítására. A lézerek nagy koncentrációjú fénysugarak, amelyekkel fel lehet hevíteni és ionizálni a levegőt. Ez alacsonyabb sűrűségű levegőből álló utat hoz létre, amely vezeti az elektromosságot és képes csatornázni a villámot.
Egy nemrégiben történt áttörés során a tudósok első alkalommal sikeresen irányítottak villámcsapásokat lézerekkel. A kísérletet a svájci északkeleti Säntis hegyen végezték, ahol egy lézert gyorsan az égbe lőttek. A lézer körülbelül 50 méteren keresztül irányította a villámot, bizonyítva a lézerek alkalmazhatóságát a nagy infrastruktúrák villámcsapások elleni védelmére.
Hogyan Irányítják a Lézerek a Villámot
A lézerek a villámot úgy irányítják, hogy alacsonyabb sűrűségű levegőből álló utat hoznak létre, amely vezeti az elektromosságot. Amikor egy lézersugarat az égbe lőnek, az felhevíti és ionizálja a környező levegőmolekulákat. Ez plazmacsatornát hoz létre, amely egy elektromosságot vezető gáz. A villámcsapás ezután vonzódik a plazmacsatornához, és követi azt a földre.
A Lézerek Előnyei a Villámhárítókkal Szemben
A lézerek számos előnyt kínálnak a hagyományos villámhárítókkal szemben. Először is, a lézerekkel sokkal nagyobb területet lehet védeni, mint a villámhárítókkal. Egyetlen lézersugár sokkal magasabbra terjedhet, mint egy fizikai rúd, ami azt jelenti, hogy nagyobb területet tud védeni a földön. Másodszor, a lézerek bármikor be- vagy kikapcsolhatók, ami lehetővé teszi, hogy csak szükség esetén használják őket. Ez a villámhárítókkal nem lehetséges, amelyek mindig aktívak.
Kihívások és Jövőbeli Irányok
Bár a villámcsapások sikeres irányítása lézerekkel jelentős áttörés, még mindig van néhány kihívás, amellyel foglalkozni kell, mielőtt a lézerek gyakorlati alkalmazásokhoz használhatók lennének. Az egyik kihívás az, hogy a lézereknek hosszabb távolságra kell tudniuk irányítani a villámot. A legtöbb villámcsatorna kilométer hosszú, de a jelenlegi lézerrendszer csak körülbelül 50 méteren tudja irányítani a villámot. Egy másik kihívás a lézerrendszer költsége. A kísérletben használt lézer több mint 2 milliárd dollárba került, és várhatóan legalább egy évtizedig nem kerül kereskedelmi forgalomba.
E kihívások ellenére a villámcsapások sikeres irányítása lézerekkel ígéretes fejlemény. A lézerekben megvan a lehetőség, hogy új és hatékonyabb módszert kínáljanak a villámcsapások elleni védekezésre, és egy nap felhasználhatók lehetnek olyan nagy infrastruktúrák védelmére, mint a repülőterek és az indítóállások.
További Információk
- A villámcsapások évente több milliárd dollár kárt okozhatnak.
- A villámcsapások közel 450 embert öltek meg az Egyesült Államokban 2006 és 2021 között.
- A villám irányítására irányuló korábbi lézerekkel végzett kísérletek kudarcot vallottak, de a közelmúltbeli kísérlet magasabb impulzusszámot használt, ami kulcsfontosságú volt a sikerhez.
- A kísérletben használt lézert másodpercenként körülbelül 1000-szer lőtték ki.
- A lézer egy svájci távközlési tornyon lévő rúdhoz irányította a villámot, amelyet évente körülbelül 100 alkalommal ér villámcsapás.
- A tudósok úgy vélik, hogy a lézerekkel végül meg lehet védeni a nagy infrastruktúrákat a villámcsapásoktól, de további kutatásokra van szükség.
