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    技術前沿

    史上首次!科學家用強激光成功引導閃電,操控雷電將成現實?!

    激光制造網 來源:山西晚報2023-10-09 我要評論(0 )   

    最近,瑞士日內瓦大學的科學家們公布了一項新成果:他們用強大的激光束,彎曲了閃電讓它偏轉,并遵照研究人員的預想,成功擊中了一座高塔,成為科學史上從未有過的奇觀...

    最近,瑞士日內瓦大學的科學家們公布了一項新成果:

    他們用強大的激光束,彎曲了閃電讓它偏轉,并遵照研究人員的預想,成功擊中了一座高塔,成為科學史上從未有過的奇觀!

    (激光引導閃電落下)

    人類數百年來夢想掌控閃電,如今終于邁出了可喜的第一步…

    說起來,閃電大概是最難馴服的自然力之一了。

    它能輕易殺死人和牲畜,全世界每年有6000~24000人死于閃電。

    能引發森林大火…

    (美國加州引發山火的閃電)

    閃電還經常毀壞工廠設施,全世界每年因此造成的損失高達數十億美元…

    (閃電擊中煉油廠)

    馴服閃電,消除它們的破壞力,甚至進一步將它們變害為寶,一直是古往今來無數科學家的夢想。

    20世紀初,鬼才科學家尼古拉·特斯拉就曾花費大量精力研究閃電,甚至一度設計出了相應的裝置,最終卻不了了之。

    到了上世紀70年代,瑞士和法國的科學家又提出了新的設想:

    用激光作為避雷針,引導閃電擊打預定位置。

    其中的原理并不復雜:

    用一束激光射向云層,只要激光的能量足夠強大,就能加熱周圍致密的空氣,觸發分子釋放電荷。

    這樣一來,就好比用激光束造出了一條充滿電子的通道。

    由于閃電會自己尋找云層和地面之間最易傳導的路線,而激光束造出的電子通道又能強烈吸引閃電。

    換句話說,只要激光束的能量足夠大,就有可能造出一條讓閃電順著激光束的打下來的通道。

    (讓閃電順著激光束打下來的示意圖)

    不過,當年的問題在于,激光束的能量遠遠不夠,造出來的通道持續時間太短,且激光束容易閃爍,造出的電子通道不足以吸引閃電過來。

    也因此,用激光讓閃電偏轉這種事,當時只能在實驗室里模擬,壓根不能到現實里復現。

    如今幾十年過去,激光技術也有了長足的進步。

    一直惦記掌控閃電的瑞士科學家們,決定重啟這個實驗。

    瑞士日內瓦大學,洛桑聯邦理工學院、法國理工學院和德國的TRUMPF科學激光公司進行合作。

    他們先是開發出了一種能夠每秒發射1000次的高功率脈沖,比以前脈沖快100倍的激光,這意味著捕捉到閃電的幾率大大增加。

    為了這一次實驗,科學家們將這臺3噸重的設備安放到了2400多米的桑蒂斯山的山頂。

    這個地方平均每年會被閃電擊中100多次,是絕佳的實驗地點。

    設備有一個大功率的激光發射裝置和一座供閃電落下的高塔組成。

    2021年7月的一天,在經過長時間的等待,在一個烏云密布,閃電頻發的時間點,激光設備打出一束高強度的激光,造出了一條吸引閃電的通道。

    這一次,原本在遠處的閃電被激光通道成功吸引,順著激光造出的通道打下來,擊中了旁邊的高塔。

    這是科學史上首次用激光讓自然界的閃電彎曲,按照人類的預想落下。

    (高速攝像機拍下的閃電彎曲的一瞬間)

    之后,研究人員們又對數據進行了分析,將這一成果寫成論文,發表在了《自然》雜志上。

    (論文截圖)

    而隨著這項實驗被成功論證,一種全新的避雷針系統——激光避雷針成了未來的可能。

    (激光避雷針CG圖)

    要知道,如今全世界大范圍使用的避雷針,依然是二百多年前富蘭克林發明的金屬避雷針。

    (金屬避雷針)

    比起等閃電來襲的傳統避雷針,能把閃電準確引過來的激光避雷針顯然功能更為強大,效果也更為顯著。

    一些媒體還列舉了激光避雷針能使用到的地方。

    機場

    (CG動畫演示)

    火箭發射中心…

    (CG動畫演示)

    核設施…

    (CG動畫演示)

    科學家們下一步會研發能夠輻射到更高天空的激光器,等到技術足夠成熟,機場等大型場地也能更有效的避雷。

    或許在未來,控制和存儲閃電都不再是難題的時候,又多了一種取之不盡的清潔能源。

    來源:英國那些事


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