Wall Street Journal | 2023. jan. 20.
https://www.youtube.com/@wsj

Tech News Briefing Podcast | WSJ
A test of giant lasers shot from a mountaintop in Switzerland is helping scientists develop ways to guide lightning. It could be a first step in defending against dangerous strikes that lead to death and destruction.

WSJ science reporter Aylin Woodward joins host Zoe Thomas to explain how the tech works and when it could be ready for wider use.

Photo: Martin Stollberg/Agence France-Presse/Getty Images

Tech News Briefing
WSJ’s tech podcast featuring breaking news, scoops and tips on tech innovations and policy debates, plus exclusive interviews with movers and shakers in the industry.
___

Ma még sok gondot okoznak a villámok, de eljöhet az idő, amikor villámhárító helyett lézernyalábok terelik jobb útra őket. Kutatóknak először sikerült bizonyítékot szerezni a módszer hatásosságára egy svájci hegy tetején. A lézernyalábbal egy néhány méter hosszú, alacsony sűrűségű folyosót hoznak létre a levegőben, ahol a gázt ionizálják és plazma állapotba hozzák – ez a folyosó aztán meginvitálja a villámokat.

Beköszöntött a tavasz, és már túl is estünk néhány zivataros napon, ami jól mutatja, hogy megkezdődött a légkörben az energia felhalmozódása. A viharrajongók ennek örülnek, de a többség nem túlzottan van oda a csapkodó villámokért. Már csak azért sem, mert

-- évente rengeteg kárt okoz a mennykő, amelyből egyébként másodpercenként 40-120 csap le (többségük az Egyenlítő vidékén), és legalább 4000 ember haláláért felel.

Láthatjuk, Benjamin Franklin hiába találta fel már az 1750-es években a villámhárítót, a mai napig nem elegendő a védelem. De vajon van-e más lehetőség az épületek tetejére erősített fém rúd mellett arra, hogy megóvjuk magunkat és értékeinket az áramütéstől? Úgy tűnik, van.

A villámlás zivatarfelhőkhöz kötődik, sőt a zivatar a gyakori vélekedéssel ellentétben nem egyenlő a záporral, hanem magát a villámtevékenységet takarja. A villámok az elektromos töltések közötti különbségeket igyekeznek kiegyenlíteni, tehát feszültség szükséges kialakulásukhoz. A kiegyenlítődés a töltések mozgásával történik, ami könnyebben létrejön, ha van kedvező közeg is hozzá. A villámhárító ezt a célt szolgálja – a hegyes, jó vezetőképességű fémrúd valósággal vonzza a villámokat, és a nagy mennyiségű töltést kontrolláltan tereli a felszín irányába.

A klasszikus villámhárító a már egyébként is létrejött kisülések ellen nyújt védelmet, de a múlt században arra is voltak kísérletek, hogy a felhőkből kipréseljék a villámokat akkor és ott, amikor és ahol nekünk biztonságos. Newman 1965-ben olyan rakétákat lőtt fel, amelyekre hosszú drótkötél volt erősítve. Tény, hogy a kísérlet sikeres volt, a rakéták villámlást generáltak a zivatarfelhő alatt, a dróthuzal pedig levezette azt a Föld felé, ugyanakkor nem reális, hogy mindezt lakott terület fölött is meg lehetne valósítani – arról nem is beszélve, hogy jóval drágább, mint Franklin megoldása.

Még néhány évtizedet várni kellett, amíg megszületett a lézerterelés ötlete.

1999-ben próbálkoztak először ilyen kísérletekkel, később pedig terepen is tesztelték a technológiát, kisebb-nagyobb sikerrel. De hogyan is működik ez?

Mint írtuk, a hatékony villámtereléshez szükség van egy vezető közegre. A korábbi esetekben ez egy fémhuzal volt, manapság is ezeket látjuk a házak oldalán, a modern elgondolás szerint viszont

lézernyalábbal egy néhány méter hosszú, alacsony sűrűségű folyosót hoznak létre a levegőben, ahol a gázt ionizálják és plazma állapotba hozzák, amely így nagyon hasonló lesz ahhoz, amilyen csatornában a villámok egyébként is közlekednek.

A lézert tehát az ég felé irányítják, majd nagy energiájú nyalábot sugároznak vele, ez pedig egy rövid életű alagutat hoz létre, amelytől azt várják, hogy „meginvitálja” a villámokat. Persze minél hosszabbra sikerül egy ilyen csatorna, annál nagyobb az esély a sikerre, ugyanakkor annál nagyobb energiára is van szükség.

Sci-finek tűnhet, de működik. 2021 nyarán kutatók egy svájci hegy tetején álló tévétorony tetejéhez költöztettek egy kísérleti állomást, ami egy lézerfény kibocsátására alkalmas eszközből és egy nagy sebességű kamerából állt. A Säntis-hegy tetején, 2502 méter magasan egy 124 méter magas torony áll, amely – nem meglepő – igencsak kitett a zivataroknak. Bő két hónapig folyt a kísérlet, ezalatt összesen nagyjából 6 órányi zivatartevékenységet regisztráltak. Hogy a torony már önmagában is milyen „vonzó”, jól mutatja, hogy tizenhatszor csapott bele a villám, ebből pedig négy esetben a lézer is működött.

Ebből persze nem következik, hogy a lézeres megoldás működik, de van még néhány érdekes adat. A légkörfizika megkülönböztet pozitív és negatív kisüléseket, attól függően, hogy honnan hová tartanak a töltések. Míg a tornyot érő villámcsapások általában negatívak szoktak lenni, addig az összes, lézer jelenlétében történt kisülés pozitív volt. Ez azt jelenti, hogy

-- a negatív töltések a torony felől indultak el a felhő irányába, tehát sikerült olyan villámokat generálni, amelyek maguktól nem feltétlen jöttek volna létre.

Ezt támasztják alá a videófelvételek is, ahol látszik, hogy a villám a toronyból indul, majd a lézert követi egy darabon, ezután pedig tovább halad a felhő pozitív töltésű tartományai felé.

Bár voltak már korábban is hasonló kísérletek, azok kudarcba fulladtak, mégpedig a kutatók szerint azért, mert nem jól választották meg a lézer paramétereit. Minél gyakoribb impulzusokban „lőnek”, annál tovább emlékeznek az ezáltal feltöltött oxigénmolekulák a lézer útjára.

Ezek már csak tudományos érdekességek, az viszont mindenki számára tanulság lehet, hogy a természet eme csodás, veszélyes és hatalmas fegyverét is sikerülhet valamelyest megzabolázni. Persze ha feltesszük magunknak a kérdést, hogy vajon mikor jöhet el az ideje, hogy minden veszélyeztetett épület tetején világítson egy lézercsóva, mennyire lesz ez drága, és mennyire okoz problémát a légi közlekedés számára, akkor sejthetjük, hogy még csak az út legelején járunk. Addig is használjuk tovább Franklin bácsi jól bevált vezetékeit!
https://rtl.hu/idojaras/2023/03/17/eljohet-az-ido-amikor-lezernyalabok-terelik-a-villamokat