Gli scienziati guidano i fulmini con i laser per la prima volta
Contesto
I fulmini sono una forza della natura potente e pericolosa. Possono causare danni alle strutture, interrompere le infrastrutture e persino minacciare la vita umana. I parafulmini, inventati da Benjamin Franklin nel XVIII secolo, sono stati utilizzati per proteggere dai fulmini attirando i fulmini e guidandoli nel terreno. Tuttavia, i parafulmini forniscono solo una protezione limitata e non sono efficaci per le grandi infrastrutture come aeroporti e piattaforme di lancio.
Laser: un nuovo modo per proteggere dai fulmini
Gli scienziati stanno esplorando l’uso dei laser per guidare i fulmini dagli anni ’60. I laser sono fasci di luce altamente concentrata che possono essere utilizzati per riscaldare e ionizzare l’aria. Questo crea un percorso di aria a densità inferiore che conduce l’elettricità e può incanalare i fulmini.
In una recente svolta, gli scienziati sono riusciti a guidare i fulmini con i laser per la prima volta. L’esperimento è stato condotto sul monte Säntis, nella Svizzera nord-orientale, dove un laser è stato sparato rapidamente nel cielo. Il laser ha guidato i fulmini per circa 50 metri, fornendo una prova di concetto per l’uso dei laser per proteggere le grandi infrastrutture dai fulmini.
Come i laser guidano i fulmini
I laser guidano i fulmini creando un percorso di aria a densità inferiore che conduce l’elettricità. Quando un raggio laser viene sparato nel cielo, riscalda e ionizza le molecole d’aria circostanti. Questo crea un canale di plasma, che è un gas che conduce l’elettricità. Il fulmine viene quindi attratto dal canale di plasma e lo segue fino a terra.
Vantaggi dei laser rispetto ai parafulmini
I laser offrono numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali parafulmini. Innanzitutto, i laser possono essere utilizzati per proteggere un’area molto più ampia rispetto ai parafulmini. Un singolo raggio laser può estendersi molto più in alto di un’asta fisica, il che significa che può proteggere un’area più ampia sul terreno. In secondo luogo, i laser possono essere accesi o spenti in qualsiasi momento, il che consente di utilizzarli solo quando necessario. Questo non è possibile con i parafulmini, che sono sempre attivi.
Sfide e direzioni future
Sebbene la guida riuscita dei fulmini con i laser sia una svolta importante, ci sono ancora alcune sfide che devono essere affrontate prima che i laser possano essere utilizzati per applicazioni pratiche. Una sfida è che i laser devono essere in grado di guidare i fulmini su distanze più lunghe. La maggior parte dei canali dei fulmini sono lunghi chilometri, ma l’attuale sistema laser può guidare i fulmini solo per circa 50 metri. Un’altra sfida è il costo del sistema laser. Il laser utilizzato nell’esperimento è costato più di 2 miliardi di dollari e non si prevede che venga commercializzato per almeno un decennio.
Nonostante queste sfide, la guida riuscita dei fulmini con i laser è uno sviluppo promettente. I laser hanno il potenziale per fornire un modo nuovo e più efficace per proteggere dai fulmini e un giorno potrebbero essere utilizzati per proteggere le grandi infrastrutture come aeroporti e piattaforme di lancio.
Informazioni aggiuntive
- I fulmini possono causare miliardi di dollari di danni ogni anno.
- I fulmini hanno ucciso quasi 450 persone negli Stati Uniti tra il 2006 e il 2021.
- I precedenti esperimenti sull’uso dei laser per guidare i fulmini avevano fallito, ma il recente esperimento ha utilizzato una frequenza di impulsi più elevata, che è stata la chiave del successo.
- Il laser utilizzato nell’esperimento è stato sparato a circa 1.000 volte al secondo.
- Il laser ha guidato il fulmine verso un’asta su una torre di telecomunicazioni svizzera che viene colpita da un fulmine circa 100 volte all’anno.
- Gli scienziati ritengono che i laser potrebbero eventualmente essere utilizzati per proteggere le grandi infrastrutture dai fulmini, ma sono necessarie ulteriori ricerche.
