Промінь потужного лазера дозволив створити 50-метровий канал для поширення розрядів — «повітряний громовідвід» для контролю за ударами блискавок.
Уже кілька століть для захисту від блискавок використовують громовідводи. Такі довгі металеві стрижні створюють шлях з невеликим опором, за яким заряд йде далі в провідник — і в землю. Однак, щоб удар припав саме в громовідвід, блискавка повинна спалахнути досить близько до нього. Це відбувається далеко не завжди, адже процес ініціюється в грозовому хмарі, на досить великій висоті, і поширюється хаотично.
Тому ще кілька десятиліть тому вчені запропонували використовувати для цієї мети лазери. Досить потужний промінь, подорожуючи крізь повітря, створює в ньому вузьку область зниженого тиску, що містить підвищені кількості заряджених частинок — розріджену плазму. Такий «слід» від лазера дає блискавці майже настільки ж зручний шлях для руху, що і громовідвід, причому він може тривати аж до великої висоти. Але дотепер спроби реалізувати такий підхід виявлялися вдалими хіба що в лабораторії.
Успішна демонстрація відбулася лише недавно, в швейцарських Альпах, на горі Сентіс, де встановлена телекомунікаційна вежа, яка отримує близько сотні ударів блискавок щороку. Завдяки цьому вершину активно використовують для вивчення розрядів, вона обладнана масою потрібних інструментів. Саме там експериментували дослідники з Женевського університету та їх колеги з компанії TRUMPF, яка надала потужний лазер і фахівців для роботи з ним. Результати їх співпраці представлені в статті, опублікованій в журналі Nature Photonics.
Експерименти проходили під час кількох гроз, з липня по вересень 2021 року. Лазер для них використовували куди потужніший, ніж в попередніх спробах «приручити» блискавку. Він випускав імпульси з кілогерцевою частотою, тисячі разів на секунду, що на порядки інтенсивніше минулих інструментів. Це дозволило створити в повітрі більш стабільний плазмовий канал для блискавок. Протягом шести годин вежа на Сентіса отримала чотири розряди, які поширювалися саме по шляху, «позначеному» лазером.
Промінь був орієнтований таким чином, що проходив у самого громовідводу, встановленого на вишці. Завдяки цьому блискавки йшли в нього і не потрапляли в лазерне обладнання. В одному випадку розряд стався при порівняно світлому небі, його траєкторію вдалося зняти за допомогою камери. Три інші блискавки вчені візуалізували за допомогою радіохвиль.
Така робота показала, що лазер створював шлях на дистанції близько 50 метрів, змушуючи електрику рухатися уздовж нього. Це куди більше, ніж громовідводи, довжина яких становить кілька метрів. Однак до самих хмар вченим тільки належить дотягнутися — можливо, за допомогою ще більш потужних лазерів.