Científicos disparan rayos con láser por primera vez | Física

Científicos disparan rayos con láser por primera vez |  Física

Los científicos han disparado rayos con láser en el campo por primera vez, según una demostración en la cima de una montaña suiza durante tormentas severas.

La hazaña, que involucró disparar poderosos pulsos de láser a las nubes de tormenta durante meses el año pasado, allanó el camino para los sistemas de protección contra rayos basados ​​en láser en aeropuertos, plataformas de lanzamiento y edificios de gran altura.

“Los cables de metal se utilizan en casi todas partes para protegerse de los rayos, pero el área que pueden proteger es solo de unos pocos metros o decenas de metros”, dijo Aurélien Houard, físico de la École Polytechnique en Palaiseau. “Si el láser tiene suficiente potencia, la esperanza es extender esa protección a unos pocos cientos de metros”.

Los relámpagos son grandes descargas eléctricas que generalmente se queman en dos o tres millas. La carga transportada en un rayo alcanza los 30 000 °C, cinco veces más caliente que la superficie del Sol. Mil millones de rayos golpean la Tierra cada año Miles de muertes10 veces más lesiones y daños por decenas de miles de millones de dólares.

Los pararrayos tradicionales se remontan a Benjamin Franklin, quien perseguía una tormenta eléctrica a caballo. La famosa prueba de la cometa en 1752. Pero en los últimos tiempos, los científicos han buscado otras formas de proteger edificios y objetos de golpes dañinos.

Escritura de diario Fotónica NaturalHart y sus colegas en Suiza transportaron un potente láser a la cima del monte Säntis en el noreste de Suiza, cerca de una torre de telecomunicaciones de 124 m de altura que es alcanzada por rayos 100 veces al año.

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Los científicos esperaron a que se reunieran las tormentas y, entre julio y septiembre del año pasado, dispararon pulsos láser rápidos a las nubes tormentosas durante un total de más de seis horas. Los instrumentos instalados para registrar los rayos mostraron que el láser desvió el curso de cuatro descargas de rayos hacia arriba durante las pruebas.

Solo un rayo, el 21 de julio, ocurrió en condiciones lo suficientemente claras como para capturar la trayectoria del rayo desde ambas direcciones utilizando cámaras de alta velocidad a varios kilómetros de distancia. El destello mostró que el rayo láser viajó unos 50 metros en el camino, lo que ayudó a evitar que los pulsos golpearan.

El láser desvía los rayos al crear un camino más fácil para que la descarga eléctrica fluya hacia abajo. Cuando se disparan pulsos de láser al cielo, el cambio en el índice de refracción del aire hace que se encojan y se vuelvan más intensos, ionizando las moléculas de aire circundantes. Esto conduce a largas cadenas de lo que los investigadores llaman filamentos en el cielo, donde las moléculas de aire se calientan rápidamente y fluyen a velocidades supersónicas, dejando atrás un canal de aire ionizado de baja densidad. Estos canales, que duran milisegundos, son más conductores de la electricidad que el aire circundante y, por lo tanto, crean un camino más fácil de seguir para los rayos.

El láser era lo suficientemente potente como para representar un peligro para los ojos de los pilotos que volaban a gran altura, y el tráfico aéreo en el sitio de prueba estuvo cerrado durante la prueba. Pero los científicos creen que la tecnología podría ser incluso más útil, ya que las pistas y los aeropuertos suelen tener zonas de exclusión aérea. “Es importante considerar este aspecto de la seguridad”, dijo Hart.

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Los láseres más potentes que operan en diferentes longitudes de onda pueden dirigir los rayos a distancias más largas y desencadenar rayos antes de que se conviertan en una amenaza. “Evitas ir a otro lugar donde no puedes controlarlo”, dijo Hart.

“El costo de un sistema láser es muy alto en comparación con un cable simple. Sin embargo, los láseres son una forma muy confiable de generar descargas de rayos y pueden ser importantes para protección contra rayos de instalaciones y equipos críticos de puesta a tierra”.

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