科学者がレーザーで雷を誘導することに初めて成功
背景
落雷は強力で危険な自然の力です。建造物に損害を与え、インフラを破壊し、人命を脅かすことさえあります。18世紀にベンジャミン・フランクリンが発明した避雷針は、雷を引き寄せて地面に誘導することで落雷から保護するために使用されてきました。しかし、避雷針は限定的な保護しか提供せず、空港や発射台などの大規模なインフラには効果がありません。
レーザー：雷から保護する新しい方法
科学者たちは1960年代からレーザーを使用して雷を誘導する方法を研究してきました。レーザーは、空気を加熱してイオン化するために使用できる高濃度の光線です。これにより、電気を通し、雷を誘導できる低密度の空気の経路が作成されます。
最近の画期的な出来事として、科学者たちはレーザーで雷を誘導することに初めて成功しました。実験はスイス北東部のザンティス山で行われ、そこでレーザーが空に向かって急速に発射されました。レーザーは約50メートル雷を誘導し、レーザーを使用して大規模なインフラを落雷から保護するための概念実証を提供しました。
レーザーが雷を誘導する方法
レーザーは、電気を通す低密度の空気の経路を作成することにより、雷を誘導します。レーザー光線が空に向かって発射されると、周囲の空気分子が加熱され、イオン化されます。これにより、電気を通す気体であるプラズマのチャネルが作成されます。雷はその後、プラズマチャネルに引き寄せられ、地面に向かって進みます。
避雷針に対するレーザーの利点
レーザーは、従来の避雷針よりもいくつかの利点があります。まず、レーザーは避雷針よりもはるかに広い範囲を保護するために使用できます。単一のレーザー光線は物理的なロッドよりもはるかに高く伸びる可能性があり、これは地上のはるかに広い領域を保護できることを意味します。次に、レーザーはいつでもオンまたはオフに切り替えることができ、必要な場合にのみ使用できます。これは常にアクティブな避雷針では不可能です。
課題と今後の方向性
レーザーによる雷の誘導の成功は大きな進歩ですが、レーザーを実用的な用途に使用できるようになる前に、対処する必要のある課題がまだいくつかあります。1つの課題は、レーザーがより長い距離にわたって雷を誘導できる必要があることです。ほとんどの雷チャネルは数キロメートルですが、現在のレーザーシステムは、約50メートルしか雷を誘導できません。もう1つの課題は、レーザーシステムのコストです。実験で使用されたレーザーの費用は20億ドルを超え、少なくとも10年間は商品化されないと予想されています。
これらの課題にもかかわらず、レーザーによる雷の誘導の成功は有望な開発です。レーザーは、落雷から保護するための新しい、より効果的な方法を提供する可能性があり、いつの日か空港や発射台などの大規模なインフラを保護するために使用される可能性があります。
追加情報
- 落雷は毎年数十億ドルの損害を引き起こす可能性があります。
- 2006年から2021年の間に、米国で落雷により約450人が死亡しました。
- レーザーを使用して雷を誘導する以前の実験は失敗に終わっていましたが、最近の実験ではより高いパルスレートが使用され、それが成功の鍵となりました。
- 実験で使用されたレーザーは約1秒あたり1,000回発射されました。
- レーザーは、毎年約100回落雷するスイスの通信塔のロッドに雷を誘導しました。
- 科学者たちは、レーザーが最終的に空港などの大規模なインフラを落雷から保護するために使用できると考えていますが、さらなる研究が必要です。
