Kapcsolódó tartalom
A Nature Photonics című folyóiratban megjelent tanulmány eredménye a jövőben akár a kritikus infrastruktúrák, mint például az erőművek, repülőterek és kilövőállások villámvédelmi módszereinek javításához is segítséget nyújthat.
Eddig a leggyakrabban használt villámvédelmi eszköz a villámhárító volt, amely egy elektromosan vezető fémoszlop az épületek és más infrastruktúrák tetején, amely felfogja a villámok kisülését, és biztonságosan a földbe vezeti azokat.
Az új tanulmányban kimutatták, hogy az égre irányított erős lézersugár egyfajta virtuális, mozgatható rúdként működhet, és alternatívát kínálhat az eddig ismert villámhárítóra.
Bár korábbi laboratóriumi kísérletek kimutatták, hogy az intenzív lézerimpulzusok képesek irányítani a villámcsapásokat, a kutatók szerint korábban egyetlen tanulmányt sem teszteltek terepen.
A kutatócsapat az elméletet az Alpokban tesztelte 2021 nyarán. Egy autó méretű, lézervillám-hárítónak nevezett lézeres eszközt szereltek fel, amely másodpercenként akár ezer impulzust is képes kilőni egy távközlési torony közelében, amelybe évente körülbelül száz alkalommal csap bele a villám.
[#Recherche I⚡] Dévier la foudre grâce au paratonnerre laser.
Grâce à un laser haute puissance installé au sommet du Säntis, un consortium européen mené par l’X, l’Université de Genève, l’EPFL et @TRUMPF_News est parvenu à guider la foudre.
ℹ️https://t.co/rMWQvK0ida pic.twitter.com/TvCKZSzWmI— École polytechnique (@Polytechnique) January 16, 2023
Az eszköz az ionizált levegőből töltött részecskéket tartalmazó csatornákat hoz létre, amelyek segítségével a villámokat a sugár mentén lehet irányítani. A hagyományos villámhárítóból felfelé nyúlva az lézervillámhárító-berendezés a kutatók szerint gyakorlatilag megnövelheti a magasságát és az általa védett terület felületét.
„Amikor nagyon nagy teljesítményű lézerimpulzusokat bocsátanak a légkörbe, a sugár belsejében nagyon intenzív fényből álló szálak alakulnak ki” – magyarázta Jean-Pierre Wolf, a tanulmány társszerzője. „Ezek a szálak ionizálják a levegő nitrogén- és oxigénmolekuláit, amelyek aztán szabadon mozgó elektronokat szabadítanak fel. Ez az ionizált levegő pedig elektromos vezetővé válik” – tette hozzá.
A terepmunka után a tudósok összehasonlították az összegyűjtött adatokat azzal, amikor a toronyba természetes módon csapott bele a villám.
Megfigyelték, hogy a lézer több mint 6 órás működés során, zivatar idején négy, felfelé irányuló villámkisülés menetét tudta eltéríteni. A kutatók az egyik becsapódást nagy sebességű kamerákkal is rögzíteni tudták, amiből kiderült, hogy a csapás több mint 50 méteren keresztül követte a lézer útját.
„A lézert használó első villámcsapásból megállapítottuk, hogy a kisülés közel 60 méteren keresztül követni tudta a sugárnyalábot, mielőtt elérte volna a tornyot, ami azt jelenti, hogy a védőfelület sugarát 120 méterről 180 méterre növelte”
– mondta Wolf.
A kutatócsapat úgy véli, hogy a tanulmány eredményei a jövőben segíthetik az újszerű villámvédelmi stratégiák további fejlesztését.
Kapcsolódó tartalom
A kiemelt kép illusztráció. (Fotó: MTI/Varga György)