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世界首个激光避雷器测试成功

2023-01-19探索发现网

参考消息网1月19日报道 据法新社1月16日报道,科学家首次使用激光束引导闪电。

科学家16日称,他们首次使用激光束引导闪电,希望这项技术有助于防范致命的闪电——甚至有朝一日可能触发闪电。

报道称,全球范围内每秒发生40至120次闪电,每年造成4000多人死亡,导致数以十亿计美元的损失。

然而,目前防范来自高空闪电的主要保护措施仍然是简陋的避雷针,它是由美国博学大师本杰明·富兰克林于1749年发明。

在采用与富兰克林相同的理念的情况下,来自六家研究机构的一个科学家团队多年来一直在研究用一种更复杂、更精确的激光束来取代这种简单的金属棒。 国际新闻网

现在,他们在英国《自然·光子学》月刊上发表的研究报告中,阐述了如何使用从瑞士山顶发射的激光束来引导闪电移动50多米。

研究报告的主要作者、法国巴黎国立高等先进技术学校应用光学实验室物理学家奥雷利安·瓦尔说:“我们希望首次证明激光能对闪电产生影响——而引导闪电是最简单的一步。”

瓦尔对记者说,对于未来的应用而言,“如果我们能触发闪电,那就更好了”。

报道称,闪电是在风暴云层中或云层与地面之间积累到一定量的静电放电现象。 邢台新闻网

激光束会产生等离子体,其中带电的离子和电子碰撞会使空气受热。

瓦尔说,空气变得“在一定程度上具有导电性,因此成为闪电首选的路径”。

2004年,当科学家们在美国新墨西哥州测试这一理论时,他们的激光器没有抓住闪电。

瓦尔说,激光器之所以失灵,是因为它每秒发射的脉冲不足以影响在几毫秒内就会产生的闪电。

他还说,也很难“预测闪电会掉落在哪里”。

对于最新的实验,科学家们不抱有侥幸心理。

他们拖着一台汽车大小的激光器——每秒可以发射多达1000次光脉冲,登上瑞士东北部海拔2500米的森蒂斯峰。

这座山峰是一座通信塔的所在地,该塔每年约遭受100次闪电袭击。

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在花费两年制造出这台强大的激光器之后,他们花了几周时间通过缆车将经拆解的激光器运上山。

最后,他们还不得不用一架直升机将装载天文望远镜的大型集装箱空运至山顶。

天文望远镜将激光束聚焦到最大强度,让其处于空中150米左右的位置——正好在124米高的通信塔的顶部上方。

激光束的初始直径为20厘米,但到达通信塔顶部时,其直径缩小至仅为几厘米。

在2021年夏天的一场暴风雨中,科学家拍摄到了激光束驱动闪电移动约50米的照片。

干涉仪测量的数据显示,另外3次闪电也被引导。

大多数闪电是由云层内部的前体累积而成,但如果电场足够强大,一些闪电可以从地面升起。

瓦尔说:“一旦地面与云层相连,闪电的电流和能量就会变得清晰。”

他说,激光器引导其中一个前体,使其“比其他前体‘走得’更快——更直”。

他说:“然后,它将在云层亮起来前率先与云层连接。”

这意味着,从理论上说,这种技术不仅可以用来驱动闪电,而且可以在第一时间触发闪电。

这将使科学家能够在他们选定的时间主动出击,从而更好地保护战略设施,比如机场或火箭发射台。

在实践中,这将需要激光等离子体具有高导电性。科学家认为,他们还没有掌握这种技术。 港澳台新闻网