为了帮助防止这种损害,人们依靠美国国父本富兰克林(Benjamin Franklin)在1752年发明的避雷针。避雷针由一根连接在建筑物屋顶上的尖头金属棒组成,并透过一根电线连接到地面上,然后避雷针产生一个强大的电场,将闪电从建筑物上引开。当避雷针被击中时,电线将可以安全的将电流导向地面。
法国综合理工学院(Ecole Polytechnique)应用光学实验室的物理学家胡艾德(Aurelien Houard)说,自从20世纪60年代第一台激光装置问世以来,科学家们就已经想到用类似的方式来引导闪电。从理论上讲,激光束将创造一条电离空气的直线路径,电流可以更容易地沿此路径流动,然而过去的实验都失败而告终。
在20世纪90年代,物理学家们开发出了能产生飞秒(千万亿分之一秒,Femtosecond)脉冲激光。胡安德说,这些间隔更短、能量更低的脉冲激光对打开(轰出)导电通道更有效。激光使得一些空气电离,然后像一个透镜一样将光进一步聚焦到长长的 “灯丝”之中,宽度与一根头发相近。细长的光束加热空气,驱走分子,留下一个密度较低的空气通道,这样可以更好地导电。
胡艾德和日内瓦大学的物理学家沃夫(Jean-Pierre Wolf)领导的科学家现在已经成功了,这项成果是一个为期5年、耗资400万欧元(近新台币1.3亿元)的欧洲研究计划的努力,他们把设备拆成一块一块再透过直升机把他们吊挂到山上,在瑞士东北部的森蒂斯峰(Säntis)组装了一个飞秒激光发射器,旁边是一个124米高的电信塔,就像一个巨大的避雷针。
研究人员通过山体两侧的无线电天线和高速摄像机研究了这些雷击,无线电天线追踪了雷电的路径。由28名成员组成的研究小组今天在《自然-光子学》(Nature Photonics)期刊上报告说,在所有4次开启激光的状态下,闪电在跳到塔上之前都沿着激光束的路径移动。因此,研究人员成功引导了每一道闪电最后50米的随机轨迹。
目前研究人员仍有很长的路要走,以证明该技术能够有效地捕捉闪电。胡安德说,他们还想证明激光不仅可以引导闪电,还可以触发闪电,可以以先发制人地消除雷击的威胁。
来源: 中时电子报
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