رائع! يستخدم العلماء أشعة ليزر فائقة القوة لتحويل البرق

رسم توضيحي لصور البرق (أندرياس برون / أنسبلاش)

جاكرتا - ابتكر علماء في فرنسا طريقة لتحويل ضربات البرق باستخدام شعاع ليزر فائق القوة. كان هذا أول إنجاز لهم منذ سنوات من تجربة التحكم بالليزر في الطقس.

حتى الآن ، تم تصميم مانع الصواعق البسيط الوحيد لأول مرة من قبل الموسوعي الأمريكي بنجامين فرانكلين في عام 1749.

يضرب البرق ما بين 40-120 مرة في الثانية في جميع أنحاء العالم ، مما أسفر عن مقتل أكثر من 4000 شخص وتسبب في أضرار بمليارات الدولارات كل عام.

أمضى فريق من العلماء بقيادة الفيزيائي أوريليان هوارد من مدرسة البوليتكنيك في باليزو بفرنسا وقتا في تجربة مجموعة ليزر بالقرب من برج اتصالات يبلغ ارتفاعه 124 مترا على قمة جبل سانتيس في سويسرا.

تلقى البرج أكثر من مائة صاعقة سنويا ، مما يجعله عامل جذب رئيسي للتجارب. بين يوليو وسبتمبر من العام الماضي ، تم إطلاق أشعة الليزر على عدد من جبهات العواصف لمدة ست ساعات.

وفقا لقياسات العلماء ، أثرت نبضات الليزر على أربعة تصريفات تصاعدية ، على الرغم من أن واحدا فقط حدث في ظروف واضحة بما يكفي لتصويرها باستخدام كاميرا عالية السرعة.

ومع ذلك ، يبدو أن مسار البرق في التجربة قد تم تحويله حوالي 50 مترا نحو شعاع الليزر. يعمل هذا النظام بفضل قدرة الليزر على تشكيل مسار أكثر ملاءمة للضوء للانتقال إلى الأرض.

يتغير معامل الانكسار للهواء المحيط حيث تومض النبضة أكثر من 1000 مرة في الثانية في سحابة عاصفة. وفقا للعلماء ، فإن إطلاق نبضات الليزر يؤين جزيئات الهواء لإنتاج قنوات بلازما عالية التوصيل لتدفق التصريفات الكهربائية معا.

"تستخدم قضبان [فرانكلين] المعدنية في كل مكان تقريبا للحماية من الصواعق ، لكن المنطقة التي يمكنهم حمايتها تقتصر على بضعة أمتار أو عشرات الأمتار" ، قال هوارد في تعليقات نقلتها صحيفة الغارديان.

"الأمل هو توسيع هذه الحماية إلى عدة مئات من الأمتار إذا كان لدينا ما يكفي من الطاقة في الليزر."

علاوة على ذلك ، يتم بعد ذلك إنشاء مجرى هوائي متأين منخفض الكثافة من جزيئات الهواء التي تسخن بسرعة وتنتشر بسرعات تفوق سرعة الصوت.

على الرغم من أن الفتيل يستمر لبضعة أجزاء من الثانية فقط ، إلا أن الموصلية مقارنة بالهواء المحيط تجعل مسارا أسهل بكثير للبرق إلى القوس.

تشير المؤشرات المبكرة أيضا إلى نطاق تحويل أوسع بكثير من قضبان الصواعق بالليزر مقارنة بقضيب معدني تقليدي ، يغطي ظاهريا مساحة تبلغ حوالي ضعف عرض ارتفاع القضيب.

ويبدو أن البحث، الذي نشر يوم الاثنين في مجلة Nature Photonics، مناسب للاستخدام في المطارات والقواعد العسكرية.

وقال هوارد: "يمهد هذا العمل الطريق لتطبيقات ليزر جديدة فائقة القصر في الغلاف الجوي وهو خطوة مهمة إلى الأمام في تطوير الحماية من الصواعق القائمة على الليزر للمطارات أو منصات الإطلاق أو البنية التحتية الكبيرة".

ومع ذلك ، عند إطلاق Popsci ، الأربعاء ، 18 يناير ، هناك بعض العيوب الفورية لهذا النظام الجديد. أولا ، نبضات الليزر ساطعة للغاية ، ويمكن أن تسبب بسهولة مشاكل للطائرات المارة ، لأنها تغلق المجال الجوي حول التجربة أثناء وقت عملها. لذلك يجب تخطيط اتجاه الليزر بعناية.

بعد ذلك ، يبلغ سعر النظام حوالي 2 مليون دولار أمريكي ، أي ما يعادل 30.1 مليار روبية إندونيسية خلال التطوير التجريبي الذي استمر خمس سنوات. كل ذلك يجعل من غير المرجح رؤية قضبان الصواعق بالليزر فوق منازل الضواحي.