Gökyüzüne Bir Lazer Ateşlemek Şimşeği Saptırabilir, Deney Gösterileri : ScienceAlert


Bunu evde denemeyin, ancak büyük bir metal telekomünikasyon kulesinin bulunduğu bir İsviçre dağının tepesinde lazerlerle deneyler yapan bir bilim insanı ekibinin yaptığı yeni bir araştırmaya göre, gökyüzüne bir lazer ışınlamak yıldırım çarpmalarını önleyebilir.

Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nin Paris’teki Uygulamalı Optik Laboratuvarı’ndan fizikçi Aurélien Houard ve meslektaşları, bir lazerin şimşek çakmalarını kritik altyapıdan uzaklaştırıp uzaklaştıramayacağını test etmek için saatlerce süren gök gürültülü fırtına faaliyetini atlattı. Telekomünikasyon kulesine yılda yaklaşık 100 kez yıldırım düşüyor.

Bu, Dünya gezegenine çarpan veya bulutlar arasında çatırdayan şimşeklerin sayısına benzer. her saniye. Toplu olarak, bu grevler havaalanlarına ve fırlatma rampalarına milyarlarca dolarlık zarar verebilir, insanlardan bahsetmiyorum bile.

Yıldırım çarpmalarına karşı en iyi korumamız bir Franklin çubuğu18’de icat edilen metal bir sivri uçtan başka bir şey değilinci Yüzyılda, yıldırım çarpmalarının zikzak çizen elektrik cıvataları olduğunu keşfeden Benjamin Franklin tarafından. Bu çubuklar, binaları aşan ve Dünya’ya demirleyen metal kablolara bağlanarak yıldırımın enerjisini dağıtmaya çalışıyor.

Houard ve meslektaşları, elektrikle ışıkla savaşarak, yıldırım çarpmalarına karşı korunmanın daha iyi bir yolunu bulmak istediler.

“Bu araştırma alanı 20 yılı aşkın bir süredir çok aktif olmasına rağmen, bu, lazerlerin yönlendirdiği şimşeği deneysel olarak gösteren ilk saha sonucudur.” yazmak yayınladıkları makalede.

Radarda iklim değişikliğinin neden olduğu aşırı hava olaylarının artmasıyla, yıldırımdan korunma giderek daha önemli hale geliyor.

Deneysel kampanya, 2021 yazında kuzeydoğu İsviçre’deki Säntis dağından gerçekleştirildi. Kısa, yoğun lazer darbeleri, bir dizi gök gürültülü fırtına sırasında bulutlara atıldı ve kulenin ucundan yukarıya doğru dört yıldırım deşarjını başarıyla yönlendirdi.

Yeşil lazer, tepesi karla kaplı bir dağın zirvesindeki telekomünikasyon kulesinin üzerinde bulutlu gökyüzüne ışınlanıyor.
İsviçre’deki Säntis dağının zirvesindeki lazer ve telekomünikasyon kulesi. (TRUMPF/Martin Stollberg)

Lazerin devre dışı kaldığı fırtınalı dönemlerde kuleye 12 yıldırım daha isabet etti.

Bir keresinde, gökyüzü aksiyonu iki ayrı yüksek hızlı kamerada yakalayacak kadar açıkken, lazerin yolunu takip eden 50 metre (164 fit) boyunca bir yıldırım düşmesi kaydedildi.

Telekomünikasyon kulesindeki sensörler ayrıca elektrik alanlarını ve yıldırım etkinliğini tespit etmek ve yolunu doğrulamak için üretilen X-ışınlarını da kaydetti; bunların aşağıdaki videoda yeniden yapılandırıldığını görebilirsiniz.

frameborder=”0″ allow=”ivmeölçer; otomatik oynatma; panoya yazma; şifreli ortam; jiroskop; fotoğraf içinde fotoğraf; web paylaşımı” izin verilen tam ekran>

bir fikir için ilk olarak 1974’te ortaya atıldı ve laboratuvarda kapsamlı bir şekilde test edildi, sonunda gerçek dünyada tasarlandığı gibi çalıştığını görmek heyecan verici. Daha önceki birkaç saha denemesi, Meksika’da bir ve Singapur’daki bir diğeri, lazerlerin yıldırım çarpmalarını saptırabileceğine dair herhangi bir kanıt bulamamıştı.

“Bu ön sonuçlar, yeni yapılandırmalara sahip ek kampanyalarla onaylanmalıdır.” yazmak Houard ve meslektaşları.

Araştırmacılar, lazerlerin neden önceki deneylerde işe yarayıp da neden önceki deneylerde işe yaramadığını hala çözerken, birkaç fikirleri var. Lazer Houard ve meslektaşları, kullanılan diğer lazerlerden çok daha hızlı, saniyede bin darbeye kadar yangınlar kullandı ve yeşil ışının kulenin üzerinde oluşan tüm yıldırım öncülerini engellemesine izin verdi.

Ancak kaydedilen lazer olaylarının yalnızca, pozitif yüklü bir bulut tarafından üretilen ve negatif yüklü yukarı doğru ‘liderler’ oluşturan pozitif şimşek çakmalarını saptırdığı görüldü.

Peki nasıl çalışır?

Houard ve meslektaşlarının makalelerinde açıkladığı gibi, gökyüzüne gönderilen lazer, ışık bükme özellikleri hava moleküllerini iyonize etmeye başlayana kadar lazer darbesinin küçülmesine ve yoğunlaşmasına neden olur. Bu süreç denir filamanlaşma.

Hava molekülleri, lazerin yolu boyunca hızla ısıtılır, enerjisini emer ve ardından süpersonik hızda dışarı atılır. Bu, elektrik deşarjları için bir yol sunan daha az yoğun havanın ‘uzun ömürlü’ kanallarını geride bırakır.

Araştırmacılar, “Yüksek lazer tekrarlama hızlarında, bu uzun ömürlü yüklü oksijen molekülleri birikerek lazer yolunun bir hafızasını tutuyor”, araştırmacılar şimşeğin takip etmesi için yazmak.

Telekomünikasyon kulesinin ucunun hemen ötesine uzandığı gösterilen, lazeri test etmek için kullanılan deney düzeneğinin çizimi.
Deney düzeneği (solda) ve kulenin üzerindeki filamanlaşma bölgesini gösteren bir resim (sağda). (Houard ve diğerleri, Doğa Fotoniği2023)

Metre uzunluğundaki elektrik deşarjları laboratuvarda lazerlerle yönlendirildi, ancak bu teknik ilk kez bir fırtınada işe yaradı. Lazer koşulları, ipliksi davranışın başlaması kulenin ucunun hemen üzerinde başlayacak şekilde ayarlandı.

Houard ve meslektaşları, “Bu çalışma, ultra kısa lazerlerin yeni atmosferik uygulamalarının önünü açıyor ve havaalanları, fırlatma rampaları veya büyük altyapılar için lazer tabanlı bir yıldırımdan korunmanın geliştirilmesinde önemli bir adımı temsil ediyor.” sonuçlandırmak.

Çalışma yayınlandı Doğa Fotoniği.



Kaynak : https://www.sciencealert.com/firing-a-laser-into-the-sky-can-divert-lightning-experiment-shows

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir