Forskare leder om blixtar med laserteknik

Vetenskap

En laser installerades nära ett telekommunikationstorn på berget Säntis i nordöstra Schweiz som brukar träffas av blixten omkring hundra gånger per år.Foto: Prof. Dr. Jean-Pierre Wolf, Geneves universitetet, Schweiz


Ett schweiziskt forskningsexperiment visar att det går att leda om blixtnedslag med en virtuell åskledare. Med hjälp av kraftig laser kan man få blixtarna att följa den och leda bort nedslaget. Resultaten publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Nature Photonics.

Sommaren 2021 testade några forskare tekniken att leda om blixtar med kraftiga laserstrålar i de schweiziska alperna. 

En vanlig åskledare består av ett ledande metallrör som placeras högst upp på byggnaden för att locka till sig blixten; blixtar är lata och följer den snabbaste vägen. Sedan leds den ner via metalltrådar och jordas i marken längre bort.

Med den nya tekniken hoppas forskarna att kunna ”utvidga skyddet till flera hundra meter om vi har tillräckligt mycket energi i lasern”, säger Aurélien Houard, fysiker vid École Polytechnique till The Guardian.

Enligt Houard är det tänkt att lasersystemet ska fungera som en virtuell åskledare. Han menar att en kraftig laser som riktas upp mot åskmolnet kan skapa en virtuell åskledare och leda blixten till att ta en annan väg. Resultatet av den här forskningen kan leda till att man får bättre metoder för att skydda kritisk infrastruktur som kraftstationer, flygplatser och startramper.

För experimentet satte forskarna upp en terrawattlaser bredvid ett 124 meter högt radio- och tv-torn på berget Säntis i nordöstra Schweiz. Lasern avfyrade uppemot tusen pulser i sekunden för att jonisera partiklar i luften. Sändningstornet, som har en vanlig åskledare, brukar träffas av blixten cirka 100 gånger per år. 

Lasersystemet är ungefär lika stort som en bil och väger fem ton. Lasern testades i över sex timmar under åskoväder inom tre kilometer från teletornet. Enligt en rapport drog tornet till sig minst 16 blixtar, varav lasern lyckades leda om fyra uppåtriktade blixturladdningar.

Observationerna kunde bekräftas av högfrekventa elektromagnetiska vågor som genererats av blixten och som visade var nedslaget skett.

Ett av nedslagen som skedde i klart väder kunde följas av två höghastighetskameror. På bilderna ses hur blixten tycks följa lasern i ungefär 50 meter. 

Det här forskningsfältet har varit mycket aktivt i över 20 år, och idén om att använda intensiva laserpulser i stället för en traditionell åskledare har tidigare testats i laboratorier. Det här var första gången som metoden testades i verkligheten utomhus.

Författarna till den vetenskapliga artikeln menar att deras resultat bidrar med ny kunskap om laserfysik i atmosfären och att den kan användas i utvecklingen av nya strategier för åskskydd.