科学家首次使用激光引导闪电

科学家们周一表示，他们首次使用激光束来引导闪电，希望这项技术能够帮助防止致命的闪电——有朝一日甚至可能触发它们。

全球范围内每秒发生40-120次闪电袭击，每年造成4,000多人死亡并造成数十亿美元的损失。

然而，抵御这些来自上方的闪电的主要保护措施仍然是简陋的避雷针，它是美国博学者本杰明富兰克林于1749年首先构想出来的。

来自六个研究机构的科学家团队多年来一直致力于使用相同的想法，但用更复杂和精确的激光代替简单的金属杆。

现在，在《自然光子学》杂志上发表的一项研究中，他们描述了使用从瑞士山顶发射的激光束来引导闪电50多米。

ENSTAParis研究所应用光学实验室的物理学家、该研究的主要作者AurelienHouard说：“我们想首次证明激光可以对闪电产生影响——而且最容易引导它。”

但对于未来的应用，“如果我们能够触发闪电，那就更好了，”Houard告诉法新社。

闪电是在暴风云中或云层与地面之间积累的静电放电。

激光束产生等离子体，其中带电离子和电子加热空气。

空气变得“部分导电，因此成为闪电首选的路径，”Houard说。

当科学家们于2004年在新墨西哥州测试这一理论时，他们的激光并没有捕捉到闪电。

Houard说，那台激光器失败是因为它每秒发射的脉冲不足以产生闪电，闪电在几毫秒内形成。

他补充说，也很难“预测闪电将落在哪里”。

对于最新的实验，科学家们几乎没有留下任何机会。

他们拖着一辆汽车大小的激光器——每秒可以发射多达一千个光脉冲——登上瑞士东北部桑蒂斯山2500米的山峰。

山顶上有一座通讯塔，每年约有100次被闪电击中。

在用了两年时间建造出这台强大的激光器后，用了数周的时间才通过缆车将它拆成碎片。

最后，一架直升飞机不得不从装有望远镜的大容器上下来。

望远镜将激光束聚焦到空中约150米处的最大强度——就在124米高的塔顶上方。

光束在开始时直径为20厘米，但在顶部变窄到只有几厘米。

从理论上讲，这种技术不仅可以用来驱走闪电，还可以首先触发闪电。

乘着闪电

在2021年夏天的一场风暴中，科学家们能够拍摄到他们的光束驱动闪电50米左右。

大多数闪电是由云层内部的前兆形成的，但如果电场足够强，有些闪电可以从地面产生。

“一旦地面与云相连，闪电的电流和能量就会变得清晰起来，”Houard说。

激光引导这些前体之一，使其“比其他前体快得多，而且更直，”他说。

“然后它将在云点亮之前第一个与云连接。”

这意味着，从理论上讲，这种技术不仅可以用来驱走闪电，还可以首先触发闪电。

这可以让科学家通过在他们选择的时间发动攻击来更好地保护战略设施，例如机场或火箭发射台。

实际上，这需要激光等离子体具有高导电性——科学家们认为他们还没有掌握这一点。