لحماية الأشخاص والمباني... إعادة توجيه البرق بالليزر لأول مرة

نجح اتحاد أوروبي من معهد باريس بوليتكنيك للبصريات التطبيقية بالتعاون مع جامعة جنيف، وإيكول بوليتكنيك في لوزان، في تحويل مسار البرق باستخدام ليزر قوي مركب على قمة جبل سانتيس (جبال الألب) في سويسرا.

يمكن أن يساعد النظام، المسمى "Laser Lightning Rod"، على حماية الأشخاص والمباني والبنية التحتية الكبيرة بشكل أفضل أثناء العواصف الرعدية.

اليوم، يمكن فقط لقضبان الصواعق العادية حماية أعلى الهياكل. اخترع بنجامين فرانكلين في عام 1752 النظام - الذي ظل دون تغيير إلى حد كبير منذ ذلك الحين - يتكون من قضيب معدني عالي الارتفاع متصل بموصلات تنقل الطاقة الكهربائية إلى الأرض، حيث تتبدد.

ومع ذلك، فإن المنطقة المحمية تقتصر على بضعة أمتار أو عشرات الأمتار، لا أكثر. وفقًا لبيانات الأقمار الصناعية، يتراوح معدل تكرار ضربات البرق في العالم بين 40 و120 ضربة في الثانية.

في كل عام، تتسبب الصواعق في وقوع آلاف القتلى وتسبب عشرات المليارات من الدولارات في أضرار في الممتلكات. مع تزايد تواتر الظواهر الجوية، بما في ذلك العواصف الرعدية، يصبح من الضروري إيجاد نظام حماية أفضل، خاصة للمرافق الحيوية مثل المطارات أو مزارع الرياح أو محطات الطاقة النووية.

لذلك، طور الفيزيائي أورلين هوارت وزملاؤه نظام حماية جديدًا باستخدام شعاع الليزر. يوجد في الجزء العلوي من برج سنتيس برج اتصالات كبير يبلغ ارتفاعه 124 مترًا - وهو أحد أكثر الهياكل التي تتعرض للضربات بشكل متكرر في أوروبا، والتي تضربها حوالي 100 ضربة صاعقة كل عام. لذلك، كان مكانًا مثاليًا لاختبار نوع جديد من مانع الصواعق.

في الفترة من 21 يوليو و30 سبتمبر 2021، عمل الليزر لمدة 6.3 ساعات خلال عاصفة رعدية مرت في دائرة نصف قطرها ثلاثة كيلومترات من البرج. خلال هذه الفترة، ضرب البرج ما لا يقل عن 16 صاعقة، حدثت أربع منها أثناء تشغيل الليزر. ووجد الباحثون أن البرق يمكن أن يتبع شعاع الليزر لعدة عشرات من الأمتار قبل الوصول إلى البرج، وبالتالي زيادة نصف قطر السطح الواقي، حسب موقع نيو سينس.

في 21 يوليو، كانت الظروف مناسبة للتصوير: تمكن الباحثون من تتبع مسار البرق في اتجاهين باستخدام كاميرات عالية السرعة على مسافة عدة كيلومترات. تُظهر الصور أن البرق قد اتبع مسار الليزر، لأعلى، على مسافة حوالي 50 مترًا.