Представьте, что вы стреляете молниями с помощью лазеров. Именно к этому стремятся исследователи. Они разработали новые методы, которые приближают использование лазеров в качестве громоотводов к реальности.
Когда мощный лазерный луч проходит сквозь воздух, он ионизирует молекулы, оставляя за собой тонкий след из горячих ионизированных частиц. Поскольку этот поток плазмы проводит электричество, его можно использовать для отвода потенциально опасной молнии.
В ходе последнего исследования учёные нашли способ увеличить длину такого плазменного канала более чем в 10 раз. Это необходимое условие для использования канала для перенаправления удара молнии.
Исследователи фактически создали плазменный канал, выстрелив мощным лазером, который генерирует импульс длительностью всего 100 фемтосекунд (одна фемтосекунда равна 10 секунд). Проблема в том, что образующийся плазменный поток диаметром 100 микрон длится всего около трёх наносекунд. По истечении этого времени плазма остывает, электроны рекомбинируют с атомами, и канал исчезает.
Чтобы продлить срок службы плазменного канала, исследователи использовали ещё один лазер, луч которого перекрывал плазму. Вторичный лазер, генерирующий 10-наносекундные импульсы, поддерживает плазму в горячем состоянии и предотвращает быструю рекомбинацию электронов, продлевая срок службы плазменного канала более чем в 10 раз.
Теоретически увеличение срока службы может привести к увеличению длины плазменного канала, которая составляет всего около метра. Следующий шаг — создание плазменного канала, который будет долговечным и длинным, что может приблизить лазеры к тому, чтобы стать громоотводами будущего.
Результаты исследования были представлены на ежегодном собрании и конференции Оптического общества в Калифорнии.