Физики научились направлять молнии лазером
Физики из нескольких стран сообщили об успешном применении мощного лазера для управления распространением молний. Для этого они в течение двух месяцев во время грозы подсвечивали пространство над башней Сентис, расположенной в горах Швейцарии. Из 16 молний, ударивших в башню за время наблюдения, четыре были стимулированы лазером. Ознакомиться с исследованием можно по препринту на arXiv.org. Ежесекундно в атмосфере Земли происходит от 40 до 120 разрядов молний, как между облаками, так и между облаком и землей. Последний тип молний особенно опасен. Последние оценки показывают, что в среднем молнии убивают за год более четырех тысяч человек, а ущерб экономике от них исчисляется миллиардами долларов. Самым молниеопасным местом на планете признано озеро Маракайбо в Венесуэле — молнии там бьют до 90 раз за сутки.
Традиционным средством защиты от молний стали громоотводы, представляющие собой высокий металлический шест, воткнутый в землю. Задача громоотвода — стать наиболее предпочтительным каналом разряда для молнии, защитив таким образом окружающие здания и людей. Его изобретение в XVIII веке приписывают Бенджамину Франклину, хотя ряд исследователей считает, что первый громоотвод был сооружен на вершине Невьянской башни в России за четверть века до открытия Франклина. В XX веке физики стали искать альтернативные способы защиты от молний. Так, Ньюман предложил использовать небольшие ракеты с закрепленными к ним проводам, чтобы контролируемо разряжать облака. Запуск в нужное время и при правильных условиях позволил довести успешность этого метода до 90 процентов. К недостаткам метода можно отнести постоянный расход ракет и проводов, а также падающие обломки, что делает этот метод неприменимым в жилых районах. Тем не менее метод Ньюмана часто используют исследователи молний.
Другой подход основан на стимулированном разряде молний за счет лазерного излучения. Впервые он был предложен Боллом в 1974 году, а в 1999 году с помощью трех лазеров с килоджоулевыми энергиями импульсов физики смогли зажечь в атмосфере двухметровый разряд. Тем не менее, несмотря на несколько попыток, ученые так и не смогли научиться управлять молниями целиком. Существенный шаг в этом направлении сделала группа физиков Германии, США, Франции и Швейцарии под руководством Орельена Хуара (Aurelien Houard) из Политехнической школы в Париже. В период с 21 июля по 30 сентября 2021 года физики обстреливали лазером пространство над башней Сентис (Швейцария) в те моменты, когда в радиусе трех километров над ней возникала грозовая активность (суммарно 6,3 часа работы лазера). За все время измерительной кампании молнии поразили башню 16 раз, 4 из которых — благодаря вспышкам лазера. С помощью множества приборов ученые смогли исследовать излучение от молний в самом широком электромагнитном диапазоне, а одну из них даже снять на видео.
Идея лазерного молниеотведения основана на филаментации луча. По мере распространения в атмосфере достаточно сильный луч самофокусируется. Самофокусировка сопровождается ростом интенсивности, большое значение которой ионизирует воздух. Свободные электроны рассеивают луч, поэтому он проходит некоторое расстояние в условиях динамической конкуренции между этими двумя эффектами. В результате в воздухе на миллисекунды образуется узкий длинный плазменный канал, обладающий высокой проводимостью и потому притягивающий молнии. 124-метровая башня Сентис, расположенная на высоте двух с половиной километров над уровнем моря, популярна у физиков, исследующих грозовые разряды, благодаря тому, что молнии бьют в нее в среднем сто раз в год. Авторы устанавливали лазер у ее основания и направляли луч почти параллельно башне. Это был Yb:YAG лазер, испускающий за одну секунду тысячу пикосекундных импульсов с длиной волны 1030 нанометров и энергией 500 миллиджоулей. Базируясь на лабораторных исследованиях, физики настраивали установку таким образом, чтобы филамент начинался практически сразу у острия башенного громоотвода и простирался как минимум на 30 метров вверх.
По статистике, собранной за девять лет измерений, 84 процента молний, бьющие в башню Сентис, — отрицательные (то есть отрицательный заряд эффективно переносится к земле), 11 процентов — положительные и 5 процентов — биполярные. Однако все четыре молнии, стимулированные лазером, оказались положительными. Лишь в одном случае небо было достаточно чистым, чтобы можно было снять разряд на видео с двух точек наблюдения. На записи видно, что ломаная молния следует за лазерным лучом на протяжении 50 метров. В этой окрестности у нее отсутствуют ветвления, в отличие от обычных молний. Особенностями обладали и другие физические свойства молний. Так, интерферометр метровых радиоволн, который позволял определить источник вспышки с пространственным разрешением в несколько метров и временным — несколько микросекунд, показал, что лазерные молнии в среднем на четверть уже, чем обычные. Также они излучали в четыре раза меньше рентгеновских вспышек, хотя характерные значения протекающего в них электрического тока и создаваемого ими электрического поля были такие же, как у обычных молний.
Сравнивая свои результаты с неудачными попытками своих предшественников, авторы заключили, что ключом к успеху оказалась высокая частота повторения лазерных импульсов. Во время филаментации небольшая часть свободных электронов, созданных ионизацией в сильном лазерном поле, захватывается нейтральными молекулами кислорода. При высокой частоте повторения лазера эти долгоживущие заряженные молекулы кислорода накапливаются, сохраняя память о лазерном пути в малой энергии отрыва, что облегчает распространение разряда. Кроме того, физики провели расчеты, которые подтвердили, что в созданных условиях положительные молнии будут требовать меньшего электрического поля, нежели отрицательные. И хотя их результаты пока нельзя назвать работающим лазерным громоотводом, ученые доказали его принципиальную возможность, а также указали направление оптимизации этого процесса.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Адмирал бьёт тревогу из-за НЛО

Альберта занимает третье место по аномальным зонам

Астероид Камо'Оалева был выброшен с Луны

ВВС США следят за внеземной деятельностью

Венера дает важные уроки о потенциале жизни

Вселенная и темная материя эволюционировали совместно

Город Богов, брошенный жителями

Дневник подробной хронологии грядущих столетий

Загадочная человеческая челюсть из коллекции Boy's rock

Инопланетяне отложили Судный день

Конгрессмен обвиняет правительство в сокрытии НЛО

Модель формирования экзопланет-изгоев

Новый Нострадамус выдал партию пророчеств

Первый миллисекундный пульсар в центре галактики

Подводные НЛО представляют реальную угрозу

Правительство не хочет рассекретить документы об НЛО

Приливные силы заставили экзопланету излучать тепло

Ранние галактики эволюционировали намного быстрее

Стивен Спилберг всю жизнь был очарован инопланетянами

Трехмерная структура вспышки вокруг черной дыры

В отчете об НЛО указаны две горячие точки

Гигантское озеро лавы на Ио

Давайте поговорим о НЛО

ИИ станет умнее любого человека в 2025 году

Как гамма-всплески порождают свет

МКС стала рассадником бактерий-мутантов

На дне Балтийского моря обнаружено НЛО

НЛО нарушают все законы физики

НЛО перевозят по пустынной дороге на прицепе

Обнаружили 13 штаммов бактерий-мутантов на МКС

Обнаружили самую крупную звездную черную дыру

Очень важно раскрыть данные об НЛО

Паломники сообщили об НЛО в небе Массачусетса

Почему на Марсе выделяется метан

Программа Kona Blue для реинжиниринга НЛО

Раскрытие проекта Aqua

Стоунхендж ориентирован как на Луну, так и на Солнце

Строительным элементам жизни легче формироваться в космосе

Такер Карлсон высмеял утверждения об инопланетянах

Хью Джекман был послан инопланетянами

Матовые стеклянные перегородки - особенности, виды, как выбрать

В районе Красной поляны обнаружили два дольмена

Два охотника стали первыми жертвами болезни оленей

Должно быть место для честного расследования НЛО

Древнейший вулканизм в Солнечной системе

Жители ХМАО засняли НЛО на фоне северного сияния

Загадка странных огней в ночном небе Вены

Китаец прожил 35 лет с просветом аорты

Люди эволюционировали как жуки, а не как позвоночные

Марсоход получил изображения окаменелостей людей

Нашли экзопланету-бродягу земного типа

НЛО в небе над Сызранью

НЛО, трансформации и откровения астронавтов

Ограничение калорий замедлило биологическое старение

Первая буква фамилии студентов определяет успеваемость

Полая Земля, летающие щиты и муравьиные боги

Почему умные люди верят в теории заговора

Сбывающиеся предсказания ясновидящей Ванги

Фрагменты белков могут возникать в космосе

Человек прилетевший с небес

Шамбала и полая Земля в древнем буддизме

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Подписка на новости
Наверх