科学家首次实现用激光束引导闪电 环球新消息

中国航空报讯:几个世纪以来,避雷针一直被用来引导雷击,但现在科学家们展示了比简陋的金属棒更先进的东西。向天空发射的高功率激光被证明可以使闪电偏离方向,这可能带来激光避雷针的出现,从而保护更广泛的地区免受危险的打击。

闪电是能量最大的自然事件之一,在几分之一秒内释放出数百万伏的电压。这当然可以是破坏性的,破坏建筑物,切断电源,引发火灾并造成人员伤亡。

几个世纪以来,我们对雷击的最好防御是避雷针,这是一根简单的金属棒,连接在高大的建筑物上,吸引电力并引导它安全地落到地面上。但它们的范围有限——一根10米(33英尺)的避雷针只能保护其周围10米的区域。要保护像机场或风力发电场这样大的建筑物,就需要不可想象的大型避雷针。


(相关资料图)

现在,欧洲的研究人员已经展示了一个更有效的新系统。激光避雷针(LLR),顾名思义,就是在暴风雨期间将激光射入云层,以形成一条阻力最小的路径,让电流流过。而且它可以比避雷针延伸得更远。

该研究论文的最后一位作者Jean-Pierre Wolf说:“当非常高功率的激光脉冲被发射到大气中时,在光束内形成非常强烈的光丝。这些丝状物使空气中的氮和氧分子电离,然后释放出自由电子来移动。这种被电离的空气,称为‘等离子体’,成为一种电导体。”

为了证明这一概念,科学家们开发了一个新的激光系统,其平均功率为1千瓦,每秒脉冲约1000次,同时每个脉冲释放出一焦耳的能量。这套系统被安装在瑞士阿尔卑斯山最高的山峰的山顶上,靠近一座每年吸引约100次雷击的塔。

2021年6月至9月间,该团队在席卷该地区的风暴中测试了该系

统。激光被射入塔顶附近的天空,试图在雷电到达塔的常规避雷针之前将其“哄骗”到光束上。在那个夏天,当激光器被打开时,有四次闪电击中了塔楼,果然它可以使闪电弯曲。

沃尔夫说:“我们从第一个激光闪电事件中发现,放电可以在到达塔楼之前跟随光束近60米(197英尺),从而使保护面的半径从120米增加到180米(394英尺到590英尺)。”

使用激光作为避雷针的想法已经存在了很长时间,并在实验室实验中显示出了前景,但该团队说这是第一次在现实世界中展示。其他科学家提出,石墨烯牵引光束可以做得更好,但这需要更复杂的设置。

该团队说,LLR项目的最终目标是使用激光将10米长的避雷针的影响扩大500米(1640英尺)。该研究发表在《自然-光子学》杂志上。

关键词:

来源:中国航空报
编辑:GY653

免责声明:本网站内容主要来自原创、合作媒体供稿和第三方自媒体作者投稿,凡在本网站出现的信息,均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性,但不保证有关资料的准确性及可靠性,读者在使用前请进一步核实,并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏,概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时,应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明,并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后,将会依法尽快联系相关文章源头核实,沟通删除相关内容或断开相关链接。

  • 相关推荐

相关词