Основная конструкция и идея молниеотводов не претерпела особых изменений с момента их изобретения в 18 веке. Но в 2021 году ученые на северо-востоке Швейцарии экспериментировали с другим типом молниеотводов.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Photonics, ученые описывают свои попытки направить молнию с помощью лазерного луча на вершине живописной горы Сэнтис на высоте более 8 000 футов.
Летом 2021 года ученые установили быстроимпульсный лазер размером с автомобиль рядом с телекоммуникационной вышкой на Сэнтисе. В период с июля по сентябрь того же года пикосекундный (10-12с) лазер, который производит около 1 000 импульсов каждую секунду, работал более 6 часов во время грозовой активности. Во время наблюдений в башню связи ударили по меньшей мере шестнадцать раз, причем четыре из них - во время работы лазера.
Один конкретный удар, 24 июля 2021 года, был запечатлен в мельчайших подробностях. Небо было достаточно ясным, чтобы высокоскоростные камеры смогли зафиксировать удар молнии, которая, как оказалось, следовала за лазером на расстоянии около 50 метров. На объекте также был установлен УКВ-интерферометр, который может измерять активность электромагнитных волн вокруг объекта.
Молния - сложное явление, вызванное дисбалансом положительных и отрицательных зарядов между грозовыми облаками и землей. Она не всегда движется от облака к земле. Часто молния движется и вверх. Исследователи заметили, что молнии в Сэнтисе били в основном вверх, что соответствует большинству ударов в этом регионе.
Как отмечают исследователи в своем обсуждении, направлять удары молний с помощью лазерных импульсов пытались уже несколько раз - в 2004 и 2011 годах. Эти попытки были безуспешными, так почему же кампания в горах Сэнтиса прошла так успешно?
Команда пришла к выводу, что большую роль сыграла частота повторения лазера - скорость его импульсов. Повторяемость этого конкретного лазера на два порядка выше, чем в предыдущих экспериментах, и, возможно, позволила перехватить любые предвестники молнии, развивающиеся над башней. Для полного понимания того, как этот гигантский лазер справился со своей задачей, потребуются дальнейшие кампании по лазерному наведению молний.
В статье отмечается, что это важный первый шаг вперед в разработке новых методов защиты аэропортов, стартовых площадок и крупных инфраструктур.