راهنمایی و جابجایی رعد و برق با لیزر ممکن شد - وبلاگ کلشی ها

به گزارش وبلاگ کلشی ها، ایسنا نوشت: دانشمندان برای اولین بار از پرتو لیزر برای راهنمایی صاعقه استفاده کردند و این پرتو لیزر شعاع سطح حفاظتی را از 120 متر به 180 متر افزایش داد.

دانشمندان برای اولین بار نشان دادند که یک پرتو لیزر قدرتمند که به سمت آسمان راهنمایی می گردد می تواند یک میله برق گیر مجازی ایجاد کند که مسیر برخورد صاعقه را منحرف می نماید.

این تحقیق که در روز دوشنبه در مجله Nature Photonics منتشر شده است، می تواند منجر به بهبود روش های حفاظت از زیرساخت های حیاتی مانند نیروگاه ها، فرودگاه ها و سکوهای پرتاب فضاپیما در برابر صاعقه گردد.

دانشمندان، از جمله دانشمندان دانشگاه اِکول پلی تکنیک(Ecole Polytechnique) فرانسه شرح می دهند که تا به امروز، متداول ترین وسیله حفاظت در برابر صاعقه، میله فرانکلین (میله برق گیر) بوده است که یک قطب فلزی رسانای الکتریکی در بالای ساختمان ها و سایر زیرساخت ها است که تخلیه الکتریکی را متوقف و صاعقه را به طور ایمن به سمت زمین راهنمایی می نماید.

در این مطالعه تازه، آنها نشان دادند که یک پرتو لیزر قدرتمند که به سمت آسمان راهنمایی می گردد می تواند به عنوان یک میله برق مجازی و متحرک عمل کند و جایگزینی برای میله های برق سنتی باشد.

در حالی که آزمایش های قبلی در محیط آزمایشگاهی نشان داده اند که پالس های لیزری شدید می توانند صاعقه را راهنمایی نمایند، محققان می گویند هیچ مطالعه میدانی پیش از این راهنمایی صاعقه را با استفاده از چنین پرتوهای نور قدرتمندی به طور تجربی نشان نداده بود.

برای آزمایش این موضوع، دانشمندان آزمایش هایی را تابستان سال 2021 در کوه سنتیس(Säntis) در شمال شرقی سوئیس انجام دادند.

آنها یک دستگاه لیزری به نام میله برق لیزری (LLR) با مقدار ای مشابه یک ماشین بزرگ نصب کردند که می تواند تا هزار پالس در ثانیه را در نزدیکی یک برج مخابراتی که حدود 100 بار در سال صاعقه به آن برخورد می نماید، ارسال کند.

به گفته دانشمندان، این دستگاه کانال هایی از هوای یونیزه را با ذرات باردار فراوری می نماید که می توان از آنها برای راهنمایی صاعقه استفاده کرد.

آنها می گویند که دستگاه برق گیر لیزری می تواند ارتفاع خود را به طور مجازی افزایش دهد و سطح منطقه ای را که از آن محافظت می نماید، توسعه دهد.

ژان پیر ولف(Jean-Pierre Wolf)، یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه ای گفت: زمانی که پالس های لیزری با قدرت بسیار بالا در جو منتشر می شوند، رشته هایی با نور بسیار شدید در داخل پرتو تشکیل می گردد.

این رشته ها مولکول های نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا را یونیزه می نمایند و سپس الکترون هایی آزاد می نمایند که آزادانه حرکت می نمایند. دکتر ولف شرح داد که این هوای یونیزه شده که پلاسما نامیده می گردد، به یک رسانای الکتریکی تبدیل می گردد.

دانشمندان داده های جمع آوری شده هنگام فراوری رشته لیزری در بالای برج و بعلاوه هنگام برخورد صاعقه به صورت طبیعی به برج را با هم مقایسه کردند.

آنها مشاهده کردند که لیزر می تواند مسیر چهار تخلیه الکتریکی صاعقه را طی بیش از شش ساعت فعالیت در طول یک طوفان منحرف کند. این یافته ها بعلاوه با استفاده از امواج الکترومغناطیسی فراوری شده به وسیله صاعقه برای مکان یابی برخودها تأیید شد.

محققان بعلاوه توانستند یکی از برخوردها را با استفاده از دوربین های پرسرعت ثبت نمایند که نشان می دهد این برخورد بیش از 50 متر مسیر لیزر را دنبال می نماید.

دکتر ولف شرح داد: ما از اولین صاعقه ای که با استفاده از لیزر راهنمایی شد متوجه شدیم که تخلیه الکتریکی می تواند نزدیک به 60 متر قبل از رسیدن به برج پرتو لیزر را دنبال کند، این بدان معناست که شعاع سطح حفاظتی از 120 متر به 180 متر افزایش یافته است.

دانشمندان می گویند که نتایج این مطالعه ممکن است به توسعه بیشتر استراتژی های تازه برای حفاظت در برابر صاعقه یاری کند.

5858