史上第一次！科学家弯曲了闪电

研究人员使用一台强大的激光照射到天空中，成功地偏转了一道闪电，这是科学史上的首次。研究结果发表于一月份，表明激光未来有望用作对抗危险雷暴的保护措施。每年平均有43人在美国死于雷击，2022年美国住宅业主因此向保险公司索赔近10亿美元。
这个使用激光作为避雷针的想法可以追溯到70年代初，研究项目的协调人、瑞士洛桑联邦理工学院(Laboratoire d'Optique Appliquée)的研究科学家Aurélien Houard在一篇博文中提到。
原理很简单：如果激光足够强大，它可以将空气加热到极高温度，从而触发分子释放电子。这样就在激光束周围形成了一个充满带电电子的通道，而这些电子会吸引寻找云与地面之间最短路径的闪电。问题在于这个通道的存在时间非常短暂，而且激光束会闪烁。虽然科学家们在实验室中能够偏转闪电，但他们从未能够在实际条件下做到这一点。
为了确保通道在暴风雨期间保持足够长的时间来弯曲闪电，科学家们开发了一种能够每秒发射1000次高功率脉冲的激光。这是瑞士日内瓦大学(UNIGE)和洛桑联邦理工学院(EPFL)、法国理工学院(École Polytechnique)以及德国TRUMPF科学激光公司的共同努力。他们的激光比之前的激光快100倍，这意味着这台激光器捕捉闪电的可能性增加了100倍。
位于 Schwaegalp(a)和 Kronberg(b)的两台高速相机拍摄的快照。激光轨迹随后在晴空中通过二次谐波产生的激光轨迹也被迭加在一起。
为了测试这个新设备，科学家们将他们的3吨重激光器带到了海拔8000英尺的瑞士桑蒂斯山顶。这个地点的优势在于它有一个高达400英尺的通信塔，每年至少被雷击100次。只要天气预报预测到有雷暴，激光器就会被启动。最终，科学家们成功记录下了一道自然闪电，这是第一次闪电沿着激光束路径击中了塔。
“当然，我们需要分析更多的数据，”日内瓦大学应用物理学教授Jean-Pierre Wolf在一段附带在法文研究结果视频中说道。“但那张照片已经说明了一切，毫无疑问。当我看到这张照片时，我知道我们成功了。”这一发现为激光未来成为对抗闪电的重要保护手段提供了希望。
避雷针是由本杰明-富兰克林发明的，根据一份随研究结果发布的新闻稿，它们仍然是我们对抗闪电的最佳保护形式。问题在于它们的保护范围仅限于杆子的高度。这意味着一个10英尺高的避雷针只能保护杆子周围10英尺范围内的人，而不能超过这个范围。而激光则可以触及云层深处。
“我们发现放电可以沿着激光束行进近60米(196英尺)之后才到达塔顶，”Wolf在接受CNN采访时说。这意味着激光“将保护范围的半径从120米增加到180米”。
下一步是尝试开发一种能够触及更高云层的激光。理论上是可能的。然而Houard警告说，这项技术可能至少需要十年的时间才能够完善到达市场的程度。