Физики научились направлять молнии лазером!
С 21 июля по 30 сентября 2021 года они обстреливали лазером пространство над швейцарской башней Сентис в те моменты, когда в радиусе трех километров над ней возникала грозовая активность. За все время измерительной кампании молнии поразили башню 16 раз, 4 из которых — благодаря вспышкам лазера.
Идея лазерного молниеотведения основана на филаментации луча. По мере распространения в атмосфере достаточно сильный луч самофокусируется. Самофокусировка сопровождается ростом интенсивности, большое значение которой ионизирует воздух. Свободные электроны рассеивают луч, поэтому он проходит некоторое расстояние в условиях динамической конкуренции между этими двумя эффектами. В результате в воздухе на миллисекунды образуется узкий длинный плазменный канал, обладающий высокой проводимостью и потому притягивающий молнии.
Авторы устанавливали лазер у основания башни и направляли луч почти параллельно ей. Это был Yb:YAG лазер, испускающий за одну секунду тысячу пикосекундных импульсов с длиной волны 1030 нанометров и энергией 500 миллиджоулей. Базируясь на лабораторных исследованиях, физики настраивали установку таким образом, чтобы филамент начинался практически сразу у острия башенного громоотвода и простирался как минимум на 30 метров вверх.