科学者が初めてレーザーで稲妻を操縦物理

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スイスの山の頂上で激しい嵐の中で行われたデモンストレーションによると、科学者はフィールドで初めてレーザーで稲妻を操縦しました。

昨年数か月にわたって雷雲に向けて強力なレーザーパルスを発射したこの偉業は、空港、発射台、高層ビルでのレーザーベースの雷保護システムへの道を開くものです。

パレゾーのエコール ポリテクニークの物理学者である Aurélien Houard は、次のように述べています。 「レーザーに十分なエネルギーがあれば、その保護を数百メートルまで拡張することが期待されています。」

稲妻は、通常 2 ~ 3 マイルにわたって火花を散らす巨大な放電です。 ボルトに含まれる電荷は非常に強力で、太陽の表面温度の約 5 倍の 30,000 ℃ に達します。 毎年 10 億個以上のボルトが地球に衝突し、数千人の死者、10 倍の負傷者、数百億ドルに上る損害を引き起こしています。

伝統的な避雷針の起源は、ベンジャミン・フランクリンが 1752 年に有名な凧の実験を行う前に、馬に乗って雷雨を追いかけていたことにまでさかのぼります。

ジャーナル Nature Photonics で、スイスの Houard と同僚は、どのようにして強力なレーザーをスイス北東部の Säntis 山の頂上に運び、それを高さ 124 m の通信塔の近くに駐車したかを説明しています。年。

科学者たちは嵐が来るのを待ち、昨年の 7 月から 9 月にかけて雷雲に高速レーザー パルスを合計 6 時間以上発射しました。 落雷を記録するために設定された機器は、実験の過程でレーザーが4つの上向きの雷放電のコースをそらしたことを示しました。

7 月 21 日の 1 回の攻撃だけが、数キロメートル離れた高速度カメラを使用して、研究者が 2 方向から雷の経路を撮影するのに十分な明確な条件で発生しました。 この映像は、稲妻が約 50 メートルにわたってレーザー経路をたどったことを示しており、パルスが攻撃の操縦に役立ったことを示唆しています。

レーザーは、放電が流れ落ちるためのより簡単な経路を作成することにより、稲妻を迂回させます。 レーザー パルスが空に発射されると、空気の屈折率の変化によって空気が収縮し、非常に強くなり、周囲の空気分子がイオン化されます。 これは、研究者が空のフィラメントと呼ぶものの長い鎖につながり、そこでは空気分子が急速に加熱され、超音速で逃げ去り、低密度のイオン化された空気のチャネルが残ります。 数ミリ秒続くこれらのチャネルは、周囲の空気よりも導電性が高いため、雷がたどりやすい経路を形成します。

レーザーは、上空を飛行するパイロットの目を危険にさらすほど強力であり、実験中、テスト サイト上空では航空交通が閉鎖されました。 しかし、科学者たちは、この技術は依然として有用であると考えています。なぜなら、発射台や空港には飛行禁止の制限が適用されるエリアが指定されていることが多いからです。 「この安全面を考慮することは重要です」と Houard 氏は言います。

異なる波長で動作するより強力なレーザーは、より長い距離にわたって雷を導き、脅威になる前に雷を引き起こすことさえできると彼は付け加えた. 「それを制御できない別の場所に移動することは避けます」と Hoard 氏は言います。

カーディフ大学モーガン ボッティ ライトニング研究所所長のマヌ ハダッド教授は、次のように述べています。 「しかし、レーザーは雷放電を誘導するためのより信頼できる方法である可能性があり、これは重要な地上設備および機器の雷保護にとって重要である可能性があります。」



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