Prvi put laserom pokrenuta oluja
Laser pokreće električnu aktivnost u oluji prvi put
Uređaj na vrhu planine uzima prvi korak prema munji
WASHINGTON, 14. travnja – Tim europskih znanstvenika namjerno je prvi put pokrenuo električnu aktivnost u oblacima, prema novom članku u najnovijem broju Optics Expressa, časopisu otvorenog pristupa Optičkog društva (OSA). Učinili su to tako da su impulsima laserske svjetlosti velike snage usmjerili u oluju.
Na vrhu južnog Baldy Peaka u Novom Meksiku tijekom dva prolazna grmljavina, istraživači su koristili laserske impulse da bi stvorili plazmatske filamente koji su mogli provoditi električnu energiju slično svilenoj vrpci Benjamina Franklina. Nije se aktiviralo munje zrak-zemlja jer su vlakna bila kratkotrajna, ali laserski impulsi su generirali pražnjenja u samim oblakama.
“Ovo je bio važan prvi korak prema pokretanju udara munje laserskim zrakama”, kaže Jérôme Kasparian sa Sveučilišta Lyon u Francuskoj. “To je bio prvi put da smo proizveli prekursore za osvjetljenje u olujnom oblaku.” Može doći i sljedeći korak stvaranja gromoglasnih udara munje, dodaje on, nakon što tim reprogramira svoje lasere kako bi upotrijebio sofisticiranije pulsne sekvence koje će stvoriti dulje živuće niti za daljnje provođenje munje za vrijeme oluje.
Pokretanje udara munje važan je alat za temeljna i primijenjena istraživanja jer omogućuje istraživačima proučavanje mehanizama koji leže u osnovi udara munje.
Štoviše, izazvani udari munje omogućit će inženjerima da procijene i testiraju osjetljivost na munje zrakoplova i kritične infrastrukture kao što su dalekovodi.Impulsni laseri predstavljaju potencijalno vrlo moćnu tehnologiju za pokretanje munje jer mogu tvoriti veliki broj plazma vlakana – ioniziranih kanala molekula u zraku koji djeluju kao provodne žice koje se šire u oblak. To je tako jednostavan koncept da je ideja o korištenju lasera za pokretanje udara munje prvi put predložena prije više od 30 godina. No znanstvenici to do sada nisu uspjeli postići jer prethodni laseri nisu bili dovoljno snažni da generiraju duge plazma kanale. Trenutna generacija snažnijih lasera, poput one koju je razvio Kasparianov tim, može to promijeniti.
Kasparian i njegovi kolege koji su sudjelovali u projektu Teramobile, međunarodnom programu koji je pokrenuo Nacionalni centar za znanstvena istraživanja (CNRS) u Francuskoj i Njemačkoj istraživačkoj zakladi (DFG), izgradili su snažan mobilni laser koji je sposoban generirati duge plazma kanale ispaljivanjem ultrakratkih laserskih impulsa , Oni su izabrali testirati svoj laser u Langmuir Laboratory u Novom Meksiku, koji je opremljen za mjerenje atmosferskih električnih pražnjenja. Sjedeći na vrhu južnog Baldyja od 10.500 metara, ovaj laboratorij je na idealnoj lokaciji jer ga nadmorska visina smješta blizu visokih oblaka.
Tijekom ispitivanja, istraživački je tim kvantificirao električnu aktivnost u oblacima nakon pražnjenja laserskih impulsa. Statistička analiza pokazala je da su njihovi laserski impulsi doista pojačali električnu aktivnost u gorućem oblaku gdje je bio usmjeren – zapravo su generirali mala lokalna pražnjenja smještena na položaju plazma kanala.
Međutim, ograničenje eksperimenta bilo je to što nisu mogli generirati plazma kanal koji je živio dovoljno dugo da bi munje vodio sve do temelja. Plazma kanali koji su se raspršili prije nego što su munje mogli putovati više od nekoliko metara duž njih. Tim se trenutno trudi povećati snagu laserskih impulsa za 10 puta i koristiti pucanja impulsa kako bi generirali plazmu mnogo učinkovitije.
Udari munje bili su predmetom znanstvenog istraživanja koje datira još iz vremena Benjamina Franklina, ali unatoč tome, još uvijek nije u potpunosti shvaćeno.
Iako su znanstvenici uspjeli izazvati udare munje od 1970-ih, snimali su male rakete u oblake koji su spajali duge žice povezane s tlom, obično samo 50 posto raketnih bacača zapravo izaziva udar groma. Korištenje laserske tehnologije učinilo bi taj proces bržim, učinkovitijim i isplativijim te bi se od njega moglo očekivati otvaranje brojnih novih aplikacija.
Kasparian je istraživanje proveo sa svojim kolegama u CNRS-u, Sveučilištu u Lyonu, Sveučilištu u Ženevi, École Polytechnique i ENSTA-i u Palaiseauu, Francuska, Slobodnom sveučilištu u Berlinu i istraživačkom centru Dresden-Rossendorf kao dio projekta Teramobile. Ovaj rad zajednički su financirali CNRS, DFG, francuska i njemačka ministarstva vanjskih poslova, Agencijska nacionalna služba, Nacionalni fond za znanstvenu znanost i Švicarski sekretarijat za obrazovanje i obrazovanje.
www.osa.com
