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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?!

fun88网页下载 來源:山西晚報2023-10-09 我要評論(0 )   

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

最近,瑞士日內(nei) 瓦大學的科學家們(men) 公布了一項新成果:

他們(men) 用強大的激光束,彎曲了閃電讓它偏轉,並遵照研究人員的預想,成功擊中了一座高塔,成為(wei) 科學史上從(cong) 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,如今終於(yu) 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人死於(yu) 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(yi) 美元…

(閃電擊中煉油廠)

馴服閃電,消除它們(men) 的破壞力,甚至進一步將它們(men) 變害為(wei) 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(wei) 避雷針,引導閃電擊打預定位置。

其中的原理並不複雜:

用一束激光射向雲(yun) 層,隻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。

由於(yu) 閃電會(hui) 自己尋找雲(yun) 層和地麵之間最易傳(chuan) 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,隻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,當年的問題在於(yu) ,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,當時隻能在實驗室裏模擬,壓根不能到現實裏複現。

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(men) ,決(jue) 定重啟這個(ge) 實驗。

瑞士日內(nei) 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(men) 先是開發出了一種能夠每秒發射1000次的高功率脈衝(chong) ,比以前脈衝(chong) 快100倍的激光,這意味著捕捉到閃電的幾率大大增加。

為(wei) 了這一次實驗,科學家們(men) 將這台3噸重的設備安放到了2400多米的桑蒂斯山的山頂。

這個(ge) 地方平均每年會(hui) 被閃電擊中100多次,是絕佳的實驗地點。

設備有一個(ge) 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(ge) 烏(wu) 雲(yun) 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)

之後,研究人員們(men) 又對數據進行了分析,將這一成果寫(xie) 成論文,發表在了《自然》雜誌上。

(論文截圖)

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

(激光避雷針CG圖)

要知道,如今全世界大範圍使用的避雷針,依然是二百多年前富蘭(lan) 克林發明的金屬避雷針。

(金屬避雷針)

比起等閃電來襲的傳(chuan) 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(wei) 強大,效果也更為(wei) 顯著。

一些媒體(ti) 還列舉(ju) 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(men) 下一步會(hui) 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,控製和存儲(chu) 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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