ZNANSTVENICI su prvi put uspjeli na terenu, dakle ne u laboratorijskim uvjetima, putem lasera upravljati munjama. Ovaj neobičan eksperiment izveli su na vrhu švicarske planine tijekom jakih oluja. Prošle godine su, unutar perioda od nekoliko mjeseci, ispalili snažne laserske impulse na grmljavinske oblake i uspjeli na neki način "kontrolirati" ovu vremensku nepogodu.
To znači da bismo u budućnosti možda mogli u zračnim lukama, na lansirnim rampama i visokim zgradama izgraditi laserske sustave za zaštitu od munja, piše The Guardian.
"Za zaštitu od munja se diljem svijeta koriste metalne šipke, no problem je u tome da one mogu zaštititi samo područje od maksimalno nekoliko desetaka metara. Nadamo se da ćemo s dovoljno energije u laseru tu zaštitu proširiti na nekoliko stotina metara", rekao je fizičar Aurelien Houard s francuskog sveučilišta Ecole Polytechnique.
Munja, grmljavina ili grom?
Munje su ogromna električna pražnjenja atmosferskog električnoga naboja u olujnim, grmljavinskim oblacima. Neke znaju biti toliko snažne da dosežu temperaturu od 30.000 stupnjeva Celzijev; što je oko pet puta toplije od površine Sunca. Pražnjenje koje percipiramo u obliku svjetlosti u zraku ili u oblacima nazivamo munjom.
Onaj gromoglasan zvuk koji pritom nastaje zovemo grmljavinom, a grom je električno pražnjenje na zemlji, odnosno udar munje u zemlju ili neki objekt na njenoj površini. Svake godine površinu našeg planeta pogodi više od milijardu gromova, pri čemu život izgubi više tisuća ljudi.
Posebni kanali u zraku
Houard i kolege iz Švicarske su na vrh planine Santis dovezli snažan laser i postavili ga u blizini 124 metra visokog telekomunikacijskog tornja u koji grom udari oko 100 puta godišnje. Čekali su dolazak snažnih oluja te između srpnja i rujna prošle godine ispaljivali brze laserske impulse na grmljavinske oblake.
Instrumenti su pokazali da su laserom skrenuli tijek četiri munje, a jedan takav događaj zbio se u dovoljno dobro vidljivim vremenskim uvjetima da su stručnjaci uspjeli snimiti putanju munje. Snimali su je iz dva smjera koristeći kamere udaljene nekoliko kilometara. Snimka pokazuje da je munja oko 50 metara pratila putanju lasera, što ukazuje na to da je on uspio upravljati njezinim smjerom.
Naime, laser skreće munju stvarajući lakši put za strujanje električnog pražnjenja. Kada se laserski impulsi ispale u nebo, skupljaju se zbog promjene u indeksu loma zraka i postaju toliko intenzivni da oko sebe ioniziraju molekule zraka; koje se zatim brzo zagrijavaju i jure nadzvučnom brzinom, ostavljajući za sobom svojevrstan kanal ioniziranog zraka niske gustoće.
Ti kanali, koji traju samo nekoliko milisekundi, imaju veću električnu vodljivost od okolnog zraka i tako utiru lakši put za munju. Stručnjaci smatraju da bi snažniji laseri mogli usmjeravati munju i na većim udaljenostima od 50 metara.
Prijašnji eksperimenti nisu uspjeli
"Cijena ovakvog laserskog sustava je vrlo visoka u usporedbi s cijenom metalne šipke. Međutim laseri bi mogli biti pouzdaniji način za usmjeravanje munje, a to bi moglo biti važno za zaštitu kritičnih instalacija i opreme", rekao je inženjer Manu Haddad s instituta Morgan-Botti Lightning Laboratory na sveučilištu Cardiff.
Treba napomenuti da je ideja o upravljanju munjama laserima prvi put iznesena 1974. godine te je opsežno testirana u laboratoriju. Dva ranija terenska ispitivanja, jedno provedeno u Meksiku, a drugo u Singapuru, nisu uspjela pronaći dokaze da se laserima može upravljati ovim moćnim električnim pražnjenjem.
Znanstvenici pokušavaju shvatiti zašto su laseri bili djelotvorni u njihovom eksperimentu, a u onim prijašnjima ne. Jedno od rješenja bi mogao biti intenzitet uređaja. Naime, Houard i kolege su upotrijebili paljbu do tisuću impulsa u sekundi, što je mnogo brže od drugih korištenih lasera.
Istraživanje naziva Laser-guided lightning objavljeno je u časopisu Nature Photonics.