Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Можно не только инициировать разряд молнии фемтосекундным лазером, но и направлять его, а также успешно отклонять от определённой точки
Исследователи из Лаборатории прикладной оптики (Франция) провели ряд экспериментов, показавших, что можно не только инициировать разряд молнии фемтосекундным лазером, но и направлять его, а также успешно отклонять от определённой точки. В пику известной фразе о том, что молния не бьёт дважды в одно место, учёным удалось заставить её делать это многократно. При помощи мощных фемтосекундных лазерных импульсов они смогли перенаправлять электрический разряд в заранее заданную точку. Правда, пока лишь в лабораторных условиях.
Общая схема проведения эксперимента (здесь и ниже изображения Лаборатории прикладной оптики).
На сегодня самой совершенной системой такого рода являются молниеотводные ракеты, но по соотношению «цена — эффективность» это относительно недавнее изобретение уступает классическому громоотводу. По мнению разработчиков экспериментальной системы, она может составить конкуренцию и ракете, и банальному металлическому штырю: дальность лазера велика, а затраты на однократный отвод значительно ниже, чем у ракеты.
Давно установлено, что сверхкраткие лазерные импульсы создают короткие участки ионизированного газа, служащие для молнии «проводом». Собственно говоря, по тому же принципу действуют некоторые опытные образцы шокового оружия, создавая в воздухе ионизированный «провод», по которому к объекту воздействия подаётся электроток.
В ходе экспериментов учёные послали лазерный луч от сферического электрода к плоскому электроду с противоположным зарядом. Луч срывал электроны с атомов на своём пути, превращая их в ионы и сформировав плазменный канал, соединяющий электрический разряд от плоского электрода к сферическому. Чтобы определить, может ли созданный лазером плазменный канал отклонить электрический разряд от его нормальной траектории, исследователи ввели в опыт третий электрод, расположенный ближе к источнику разряда. В природе молния ищет траекторию с наименьшим электрически сопротивлением, и обычно это самый высокий объект.
Неуправляемый (слева) и управляемый лазером (справа) разряды. Вольтаж и сила тока для каждого случая показаны на графиках.
Без применения лазера разряд действительно всегда проходил через самый высокий электрод, но при его использовании разряд в 100% случаев удалось перенаправить к сферическому электроду, куда в естественных условиях сам он никогда бы не попал. Причём это происходило даже после того, как разряд начинался, то есть уже после формирования молнии — так сказать, на лету. Перенаправление разряда удавалось многократно воспроизводить на расстоянии, что, учитывая умеренные мощности экспериментального оборудования, представляется неплохим результатом.
