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最近,瑞士日内瓦大学的科学家们公布了一项新成果:
他们用强大的激光束,弯曲了闪电让它偏转,并遵照研究人员的预想,成功击中了一座高塔,成为科学史上从未有过的奇观!
(激光引导闪电落下)
人类数百年来梦想掌控闪电,如今终于迈出了可喜的第一步…
说起来,闪电大概是最难驯服的自然力之一了。
它能轻易杀死人和牲畜,全世界每年有6000~24000人死于闪电。
能引发森林大火…
(美国加州引发山火的闪电)
闪电还经常毁坏工厂设施,全世界每年因此造成的损失高达数十亿美元…
(闪电击中炼油厂)
驯服闪电,消除它们的破坏力,甚至进一步将它们变害为宝,一直是古往今来无数科学家的梦想。
20世纪初,鬼才科学家尼古拉·特斯拉就曾花费大量精力研究闪电,甚至一度设计出了相应的装置,最终却不了了之。
到了上世纪70年代,瑞士和法国的科学家又提出了新的设想:
用激光作为避雷针,引导闪电击打预定位置。
其中的原理并不复杂:
用一束激光射向云层,只要激光的能量足够强大,就能加热周围致密的空气,触发分子释放电荷。
这样一来,就好比用激光束造出了一条充满电子的通道。
由于闪电会自己寻找云层和地面之间最易传导的路线,而激光束造出的电子通道又能强烈吸引闪电。
换句话说,只要激光束的能量足够大,就有可能造出一条让闪电顺着激光束的打下来的通道。
(让闪电顺着激光束打下来的示意图)
不过,当年的问题在于,激光束的能量远远不够,造出来的通道持续时间太短,且激光束容易闪烁,造出的电子通道不足以吸引闪电过来。
也因此,用激光让闪电偏转这种事,当时只能在实验室里模拟,压根不能到现实里复现。
如今几十年过去,激光技术也有了长足的进步。
一直惦记掌控闪电的瑞士科学家们,决定重启这个实验。
瑞士日内瓦大学,洛桑联邦理工学院、法国理工学院和德国的TRUMPF科学激光公司进行合作。
他们先是开发出了一种能够每秒发射1000次的高功率脉冲,比以前脉冲快100倍的激光,这意味着捕捉到闪电的几率大大增加。
为了这一次实验,科学家们将这台3吨重的设备安放到了2400多米的桑蒂斯山的山顶。
这个地方平均每年会被闪电击中100多次,是绝佳的实验地点。
设备有一个大功率的激光发射装置和一座供闪电落下的高塔组成。
2021年7月的一天,在经过长时间的等待,在一个乌云密布,闪电频发的时间点,激光设备打出一束高强度的激光,造出了一条吸引闪电的通道。
这一次,原本在远处的闪电被激光通道成功吸引,顺着激光造出的通道打下来,击中了旁边的高塔。
这是科学史上首次用激光让自然界的闪电弯曲,按照人类的预想落下。
(高速摄像机拍下的闪电弯曲的一瞬间)
之后,研究人员们又对数据进行了分析,将这一成果写成论文,发表在了《自然》杂志上。
(论文截图)
而随着这项实验被成功论证,一种全新的避雷针系统——激光避雷针成了未来的可能。
(激光避雷针CG图)
要知道,如今全世界大范围使用的避雷针,依然是二百多年前富兰克林发明的金属避雷针。
(金属避雷针)
比起等闪电来袭的传统避雷针,能把闪电准确引过来的激光避雷针显然功能更为强大,效果也更为显著。
一些媒体还列举了激光避雷针能使用到的地方。
机场
(CG动画演示)
火箭发射中心…
(CG动画演示)
核设施…
(CG动画演示)
科学家们下一步会研发能够辐射到更高天空的激光器,等到技术足够成熟,机场等大型场地也能更有效的避雷。
或许在未来,控制和存储闪电都不再是难题的时候,又多了一种取之不尽的清洁能源。
来源:英国那些事