【特稿】科學家首次成功在野外用鐳射引導閃電放電

科學家首次成功在野外用鐳射引導閃電放電

王鑫方

來自法國、瑞士、德國等國共6家研究機構的科學家首次成功在野外用鐳射引導閃電放電。這項技術有望大幅提高人工防雷擊水平，用於保護機場、火箭發射臺等重要場地。

相關報告發表在16日出版的英國《自然·光子學》月刊。論文第一作者、法國國家科學研究中心應用光學實驗室物理學家奧雷利安·瓦爾說，避雷針這種目前最常見的防雷擊裝置“保護範圍有限，只有幾米或幾十米”，而如果能使鐳射產生足夠能量，“保護範圍能擴大到幾百米”。

瓦爾所在研究團隊成員2021年7月至9月在海拔約2500米的瑞士森蒂斯峰展開試驗。那裡有一座124米高的電信塔，塔頂裝有避雷針，年均遭雷擊約100次。

研究人員在電信塔附近安裝一個汽車大小的鐳射發生器，在雷電天氣向雲層發射短而強烈的鐳射脈衝。鐳射可瞬間在空氣中開闢出一條低密度的高溫電離通道，對閃電而言屬於首選放電路徑。

在電信塔周邊3公里範圍內累計時長達6。3小時的雷電活動中，塔遭雷擊至少16次。研究人員利用鐳射從塔尖成功使其中4次閃電改變路徑。值得一提的是，在2021年7月24日下午，由於當時天氣條件較好，兩臺高速攝像機得以從兩個方向記錄下閃電放電路徑：鐳射束產生後，閃電從電信塔塔尖開始偏離原本軌道，轉而沿著鐳射束上行約50米，不過不是直線行進。

科學家先前也曾試驗在野外利用鐳射引導閃電放電，但從未成功。雖然這次試驗成功原因尚不明確，但瓦爾認為，在這次試驗中，鐳射發生器每秒能發射1000個脈衝，比先前試驗中使用的鐳射器快得多，這可能是成功的關鍵。

“閃電出現的速度非常快”，而如此快速的鐳射脈衝“提高了閃電進入人造大氣通道的機率”。

另外，瓦爾告訴美國《華盛頓郵報》，這項技術“非常昂貴，花費大約100萬歐元”，更適用於“保護非常大的建築”，比如機場、發射場等。（完）（新華社專特稿）

關鍵詞：閃電（lightning）、鐳射（laser）