Зачем человеку нужны искусственные молнии? Во-первых, это красиво. Во-вторых, это грозное явление всё ещё не до конца изучено наукой. В-третьих, самолёты, линии электропередач и другие конструкции нужно испытывать на способность перенести удар "стрелы Зевса".
Напомним, что молнии возникают из-за разности потенциалов между облаками и поверхностью планеты. Например, если грозовые тучи заряжены положительно, земля под ними накапливает отрицательный заряд. В определённый момент времени напряжение достигает критического значения (не последнюю роль в этом процессе играют космические лучи и солнечные ветры), происходит разряд, сопровождаемый яркой световой вспышкой и громом (за счёт чего разница выравнивается).
Громоотводы позволяют спасти города и важные объекты от ударов молний. Кроме того, чтобы вызвать молнию, там где её удар будет безопасен для людей, человечество последние полвека провоцирует стихию, запуская в грозовые облака небольшие ракеты, за которыми тянется длинный тонкий провод. Проволока проводит ток гораздо лучше, чем воздух, и небесное электричество получает отличный шанс "воспользоваться оказанным гостеприимством".
Однако лишь около половины таких запусков приводят к удару молнии. Поэтому физики ищут более эффективный, быстрый и дешёвый способ управлять небесным огнём.
Несколько десятилетий назад была высказана идея использовать для этого лазерные лучи. Воздух на пути такого луча превращается в хорошо проводящую ток плазму, в результате образуются своего рода воздушный провод – вполне подходящий канал для молнии.
Однако очень долго учёным не удавалось создать подходящий для этих целей лазер. Импульсы излучения мобильных устройств были слишком слабыми, чтобы создать достаточно длинную плазменную нить. А излучатели рекордной мощности слишком громоздки, чтобы использовать их подобным образом.
Только в 2008 году группа во главе с Жеромом Каспаряном (Jerome Kasparian) из Лионского университета во Франции сконструировала достаточно мощную и мобильную установку.
Учёные испытали своё детище в США на вершине одной из гор. Её высота составляет около 3,2 километра, то есть её вершина располагается вровень с высотными грозовыми облаками.
Во время двух гроз экспериментаторы облучали грозовые тучи лазером и регистрировали порождаемые электрические разряды. Статистический анализ показал, что частота молний класса "облако–облако" действительно возрастала там, куда попадал луч.
"Это был важный первый шаг на пути к ударам молнии, вызванным лазерными лучами", – говорит Каспарян.
Однако текущая версия лазера оказалась всё же недостаточно мощной, чтобы создать разряды класса "облако–земля" (именно такие молнии хотят научиться генерировать учёные). Как установили исследователи, разряд успевал пройти по плазменному каналу лишь несколько метров, а затем он рассеивался.
Сейчас исследователи работают над тем, чтобы повысить мощность импульсов в десять раз и "научить" установку выдавать больше импульсов в единицу времени.
Подробности для специалистов изложены в научной статье, опубликованной в журнале Optics Express.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как молнии формируют горные ландшафты и как при ударе молнии образуется антиматерия.
Кроме того, учёные объяснили появление шаровых молний и заявили о новом способе создания искусственной шаровой молнии.
