Можна не тільки ініціювати розряд блискавки фемтосекундным лазером, але і направляти його, а також успішно відхиляти від певної точки

Дослідники з Лабораторії прикладної оптики (Франція) провели ряд експериментів, які показали, що можна не тільки ініціювати розряд блискавки фемтосекундным лазером, але і направляти його, а також успішно відхиляти від певної точки. Напротивагу відомій фразі про те, що блискавка не б’є двічі в одне місце, вченим вдалося змусити її робити це багаторазово. За допомогою потужних фемтосекундний лазерних імпульсів вони змогли передавати електричний розряд в заздалегідь задану точку. Правда, поки лише в лабораторних умовах.

Загальна схема проведення експерименту (тут і нижче зображення Лабораторії прикладної оптики).

На сьогодні найдосконалішою системою такого роду є молниеотводные ракети, але по співвідношенню «ціна — ефективність» це відносно недавній винахід поступається класичному громовідводу. На думку розробників експериментальної системи, вона може скласти конкуренцію і ракеті, і банального металевого штиря: дальність лазера велика, а витрати на одноразове відведення значно нижче, ніж у ракети.

Давно встановлено, що найкоротші лазерні імпульси створюють короткі ділянки іонізованого газу, службовці для блискавки «проводом». Власне кажучи, за тим же принципом діють деякі досвідчені зразки шокового зброї, створюючи в повітрі іонізований «провід», за яким до об’єкта впливу подається електрострум.

В ході експериментів вчені послали лазерний промінь від сферичного електрода до плоского електрода з протилежним зарядом. Промінь зривав електрони з атомів на своєму шляху, перетворюючи їх на іони і сформувавши плазмовий канал, що з’єднує електричний розряд від плоского електрода до сферическому. Щоб визначити, чи може створений лазером плазмовий канал відхилити електричний розряд від його нормальної траєкторії, дослідники ввели в досвід третій електрод, розташований ближче до джерела розряду. У природі блискавка шукає траєкторію з найменшим електрично опором, і зазвичай це найвищий об’єкт.

Некерований (ліворуч) і керований лазером (праворуч) розряди. Вольтаж і сила струму для кожного випадку показано на графіках.

Без застосування лазера розряд дійсно завжди проходив через найвищий електрод, але при його використанні розряд в 100% випадків вдалося перенаправити до сферическому електроду, куди в природних умовах сам він ніколи б не потрапив. Причому це відбувалося навіть після того, як розряд починався, тобто вже після формування блискавки — так би мовити, на льоту. Перенаправлення розряду вдавалося багаторазово відтворювати на відстані, що, враховуючи помірні потужності експериментального обладнання, є непоганим результатом.

Підсумки проведеної наукової роботи опубліковані в журналі The American Institute of Physics Advances.

Підготовлено за матеріалами PhysOrg і AIP Advances.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *