最近,瑞士日內瓦大學的科學家們公布了一項新成果:
他們用強大的雷射束,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,成為科學史上從未有過的奇觀!
(雷射引導閃電落下)
人類數百年來夢想掌控閃電,如今終於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美元…
(閃電擊中煉油廠)
馴服閃電,消除它們的破壞力,甚至進一步將它們變害為寶,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:
用雷射作為避雷針,引導閃電擊打預定位置。
其中的原理並不複雜:
用一束雷射射向雲層,只要雷射的能量足夠強大,就能加熱周圍緻密的空氣,觸發分子釋放電荷。
這樣一來,就好比用雷射束造出了一條充滿電子的通道。
由於閃電會自己尋找雲層和地面之間最易傳導的路線,而雷射束造出的電子通道又能強烈吸引閃電。
換句話說,只要雷射束的能量足夠大,就有可能造出一條讓閃電順著雷射束的打下來的通道。
(讓閃電順著雷射束打下來的示意圖)
不過,當年的問題在於,雷射束的能量遠遠不夠,造出來的通道持續時間太短,且雷射束容易閃爍,造出的電子通道不足以吸引閃電過來。
也因此,用雷射讓閃電偏轉這種事,當時只能在實驗室里模擬,壓根不能到現實里復現。
如今幾十年過去,雷射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,決定重啟這個實驗。
瑞士日內瓦大學,洛桑聯邦理工學院、法國理工學院和德國的TRUMPF科學雷射公司進行合作。
他們先是開發出了一種能夠每秒發射1000次的高功率脈衝,比以前脈衝快100倍的雷射,這意味著捕捉到閃電的機率大大增加。
為了這一次實驗,科學家們將這台3噸重的設備安放到了2400多米的桑蒂斯山的山頂。
這個地方平均每年會被閃電擊中100多次,是絕佳的實驗地點。
設備有一個大功率的雷射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,在一個烏雲密布,閃電頻發的時間點,雷射設備打出一束高強度的雷射,造出了一條吸引閃電的通道。
這一次,原本在遠處的閃電被雷射通道成功吸引,順著雷射造出的通道打下來,擊中了旁邊的高塔。
這是科學史上首次用雷射讓自然界的閃電彎曲,按照人類的預想落下。
(高速攝影機拍下的閃電彎曲的一瞬間)
之後,研究人員們又對數據進行了分析,將這一成果寫成論文,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,一種全新的避雷針系統——雷射避雷針成了未來的可能。
(雷射避雷針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克林發明的金屬避雷針。
(金屬避雷針)
比起等閃電來襲的傳統避雷針,能把閃電準確引過來的雷射避雷針顯然功能更為強大,效果也更為顯著。
一些媒體還列舉了雷射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)
科學家們下一步會研發能夠輻射到更高天空的雷射儀,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,控制和存儲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。