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史上首次!科学家用强激光成功引导闪电,操控雷电将成现实?!

来源:激光制造网    发布时间:2023/10/10 9:35:22    点击量:

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

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