Home ȘtiințăFizică Laserul învinge fulgerul! O nouă eră în protecția împotriva trăsnetelor!

Laserul învinge fulgerul! O nouă eră în protecția împotriva trăsnetelor!

by Jasmine

Oamenii de știință ghidează fulgerele cu lasere pentru prima dată

Context

Trăsnetele sunt o forță puternică și periculoasă a naturii. Acestea pot provoca daune structurilor, pot perturba infrastructura și chiar pot amenința viața umană. Paratrăsnetele, inventate de Benjamin Franklin în secolul al XVIII-lea, au fost folosite pentru a proteja împotriva trăsnetelor prin atragerea fulgerelor și ghidarea lor în pământ. Cu toate acestea, paratrăsnetele oferă doar o protecție limitată și nu sunt eficiente pentru infrastructuri mari, cum ar fi aeroporturile și rampele de lansare.

Lasere: o nouă modalitate de a proteja împotriva fulgerelor

Oamenii de știință explorează utilizarea laserelor pentru a ghida fulgerele încă din anii 1960. Laserele sunt fascicule de lumină foarte concentrată care pot fi utilizate pentru a încălzi și ioniza aerul. Acest lucru creează o cale de aer cu densitate mai mică, care conduce electricitatea și poate canaliza fulgerele.

Într-o descoperire recentă, oamenii de știință au ghidat cu succes fulgerele cu lasere pentru prima dată. Experimentul a fost efectuat pe muntele Säntis din nord-estul Elveției, unde un laser a fost lansat rapid în cer. Laserul a ghidat fulgerul pe o distanță de aproximativ 50 de metri, oferind o dovadă a conceptului pentru utilizarea laserelor pentru a proteja infrastructurile mari de trăsnete.

Cum ghidează laserele fulgerele

Laserele ghidează fulgerele prin crearea unei căi de aer cu densitate mai mică, care conduce electricitatea. Când un fascicul laser este lansat în cer, acesta încălzește și ionizează moleculele de aer din jur. Acest lucru creează un canal de plasmă, care este un gaz care conduce electricitatea. Fulgerul este apoi atras de canalul de plasmă și îl urmează spre pământ.

Avantajele laserelor față de paratrăsnete

Laserele oferă mai multe avantaje față de paratrăsnetele tradiționale. În primul rând, laserele pot fi utilizate pentru a proteja o suprafață mult mai mare decât paratrăsnetele. Un singur fascicul laser se poate extinde mult mai sus decât o tijă fizică, ceea ce înseamnă că poate proteja o suprafață mai mare pe teren. În al doilea rând, laserele pot fi pornite sau oprite oricând, ceea ce le permite să fie utilizate numai atunci când este necesar. Acest lucru nu este posibil cu paratrăsnetele, care sunt întotdeauna active.

Provocări și direcții viitoare

În timp ce ghidarea cu succes a fulgerelor cu lasere este o descoperire majoră, există încă unele provocări care trebuie abordate înainte ca laserele să poată fi utilizate pentru aplicații practice. O provocare este că laserele trebuie să fie capabile să ghideze fulgerele pe distanțe mai mari. Majoritatea canalelor de fulgere au kilometri lungime, dar sistemul laser actual poate ghida fulgerele doar pe o distanță de aproximativ 50 de metri. O altă provocare este costul sistemului laser. Laserul utilizat în experiment a costat mai mult de 2 miliarde de dolari și nu se așteaptă să fie comercializat timp de cel puțin un deceniu.

În ciuda acestor provocări, ghidarea cu succes a fulgerelor cu lasere este o evoluție promițătoare. Laserele au potențialul de a oferi o modalitate nouă și mai eficientă de a proteja împotriva trăsnetelor și ar putea fi folosite într-o zi pentru a proteja infrastructurile mari, cum ar fi aeroporturile și rampele de lansare.

Informații suplimentare

  • Trăsnetele pot provoca daune de miliarde de dolari în fiecare an.
  • Trăsnetele au ucis aproape 450 de persoane în Statele Unite între 2006 și 2021.
  • Experimentele anterioare care au folosit lasere pentru a ghida fulgerele au eșuat, dar experimentul recent a folosit o rată de impulsuri mai mare, care a fost esențială pentru succes.
  • Laserul utilizat în experiment a fost lansat de aproximativ 1.000 de ori pe secundă.
  • Laserul a ghidat fulgerul către o tijă de pe un turn de telecomunicații elvețian care este lovit de fulgere de aproximativ 100 de ori în fiecare an.
  • Oamenii de știință cred că laserele ar putea fi utilizate în cele din urmă pentru a proteja infrastructurile mari de trăsnete, dar sunt necesare mai multe cercetări.

You may also like