Nie róbcie tego w domu. Ściąganie piorunów laserem jednak działa

Pioruny fascynowały ludzkość od dawna. Ich potężna moc i nieprzewidywalność sprawiły, że uważano je za broń bogów. Gromowładny był grecki Zeus, hinduski Parjanya i oczywiście nasz rodzimy, słowiański Perun.

W 1746 roku Pieter van Musschenbroek, profesor Uniwersytetu w Lejdzie oraz Ewald Jürgen Georg von Kleist niezależnie od siebie wynaleźli butelkę, później nazwaną lejdejską. Była pierwszym kondensatorem - czyli mogła zmagazynować ładunek elektryczny. Sześć lat później, 13 maja 1752 roku do takiej butelki francuski fizyk  Thomas-François Dalibard złapał piorun. To dowiodło, że jest wyładowaniem elektrycznym. 

Choć powszechnie uważa się, że zrobił to Benjamin Franklin na wieży kościoła Christ Church w Filadelfii, nie jest to prawdą. Franklin był ojcem pomysłu, a wieżę tego kościoła dobudowano dopiero dwa lata później. Zainstalował za to w mieście kilkaset piorunochronów.

Od czasów butelki lejdejskiej próbowano też sterować piorunami, by trafiały tam, gdzie chce człowiek. Jedynym sposobem było jednak uniesienie przewodzącego prąd przewodu - najpierw za pomocą latawca, potem niewielkich rakiet.

Pod koniec ubiegłego wieku zaczęto eksperymentować z laserami. Odpowiednio silny laser jonizuje cząsteczki powietrza na swojej drodze. Promieniowanie wybija z atomów elektrony i sprawia, że przestają być elektrycznie obojętne. Mogą więc przewodzić prąd i ściągnąć piorun. 

Takie eksperymenty prowadzono najpierw w laboratoriach, gdzie wyładowania elektryczne powstawały sztucznie - i z powodzeniem. Laserowe “ściąganie piorunów" w naturze - a próbowano to w Nowym Meksyku w 2004 i Singapurze w 2011 roku - jakoś się nie udawało.

Badaczom z Uniwersytetu w Genewie po raz pierwszy udało się ściągnąć pioruny za pomocą lasera poza laboratorium, o czym donoszą w pracy umieszczonej w serwisie “ArXiv". Sądzą, że kluczem jest odpowiednia częstotliwość impulsów - tym razem impulsy były dwa razy częstsze niż w poprzednich eksperymentach.

Naukowcy zainstalowali na wysokim na 124 metry maszcie telekomunikacyjnym na górze Säntis w Alpach laser o wysokiej mocy. Przez trzy miesiące podczas burz wystrzeliwali z lasera serie krótkich impulsów. W tym czasie w wieżę uderzyło 16 wyładowań. Cztery z nich udało się nagrać za pomocą kamer o wysokiej częstotliwości nagrywania obrazów oraz innych czujników.

To cenne dane dla nauki, bo pozwolą lepiej zrozumieć naturę piorunów. Cenniejsze jednak jest to, że po raz pierwszy poza laboratorium potwierdzono, że “laserowe ściąganie piorunów" działa. Będzie można wykorzystać ten sposób, żeby skierować wyładowanie tam, gdzie chcemy. Na przykład po to, żeby chronić las lub uprawy przed pożarem.

Nie próbujcie jednak tego w domu. Laser, by ściągnął wyładowanie burzowe, musi być bardzo silny. Z tego powodu metoda raczej nie przyda się w terenie zabudowanym.

Badacze korzystali z lasera YAG, który emitował trwające bilionową część sekundy (pikosekundowe) impulsy o energii 500 mJ (milidżuli) z częstotliwością jednego kHZ (kiloherca). Oznacza to, że laserowe impulsy miały moc pół terawata - czyli pół biliona watów. 

Laserowe wskaźniki mają moc rzędu miliwatów, czyli tysięcznych części wata. I one są groźne - skierowane prosto w oko mogą uszkodzić wzrok. Lasery o mocy powyżej 500 miliwatów (czyli pół wata) podlegają regulacjom bezpieczeństwa - mogą poparzyć skórę i wywołać pożar.