Szwajcarscy naukowcy z Uniwersytetu Genewskiego powiedzieli, że nauczyli się wytwarzać deszcz za pomocą wiązki laserowej. Mówimy o sztucznym tworzeniu się chmur zarówno w atmosferze, jak i wewnątrz laboratorium. Potężny laser na podczerwień w laboratorium wytworzył widoczną parę wodną. Instalacja laserowa została uruchomiona w pomieszczeniu o temperaturze powietrza –24 ºС i wysokim poziomie wilgotności. Obserwacje laboratoryjne wykazały naukowcom, że w momencie skierowania wiązki laserowej do pomieszczenia średnica „skorupy” skupionych wzdłuż niej kropel wody wynosiła około 50 mikrometrów. A po kilku sekundach wzrosła do 80 mikrometrów, jednocześnie objętość sprężonej wody w „skorupie” wzrosła 2 razy. Proces ten rozwijał się szybko i był wyraźnie widoczny dla badaczy.
Szwajcarscy naukowcy wyjaśnili ten efekt faktem, że wiązka światła oddzielała elektrony od atomów powietrza, zachęcając do tworzenia rodników hydroksylowych i zamieniając dwutlenek azotu i siarkę w cząstki, które działały jak „ziarna”, z których później wyrosły krople wody.
Kiedy taki laser został wystrzelony w berlińskie niebo, sprzęt meteorologiczny był w stanie wykryć „punktowe” formowanie się chmury deszczowej, której ludzkie oko nie było widoczne. Warto zauważyć, że ludzkość od dawna opracowuje mechanizmy kontrolowania pogody i opadów. Eksperymenty z zasiewaniem chmur z zamrożonym dwutlenkiem węgla, jodkiem srebra lub wsypywaniem soli na chmury trwają od dawna. Jednak grupa badawcza z Uniwersytetu Genewskiego była w stanie wymyślić nową, znacznie wydajniejszą metodę.
Jednak szwajcarskie doświadczenie nie wyszło poza eksperymenty, naukowcom nie udało się jeszcze opracować urządzenia laserowego, które miałoby duży promień działania, który można by wykorzystać w praktyce. Problem polega na tym, że wiązki laserowe o dużej mocy zachowują się zupełnie inaczej niż jasne wiązki niskoenergetyczne wskaźników laserowych. Wystarczająco silne promieniowanie laserowe ma właściwość samozniszczenia w warunkach atmosferycznych. W momencie przejścia wiązki wysokoenergetycznej w atmosferze powstaje wystarczająco duża liczba elektronów, a proces ten jest tak intensywny, że elektrony tlenu i azotu zamieniają się w plazmę. W rezultacie powstawanie plazmy „zjada” energię wiązki laserowej.
Ponadto w promieniowaniu o dużej mocy wzrasta współczynnik załamania ośrodka, a na granicy wiązki laserowej wiązki promieniowania są odchylane i załamywane. W efekcie zachodzi proces formowania się osobliwych pierścieni, które wystrzeliwują „nici błyskawic”, jeszcze bardziej rozpraszając energię centralnej wiązki laserowej. Ten proces jonizacji ośrodka powietrznego jest powszechnie nazywany włóknieniem i można go zaobserwować w układach laserowych dużej mocy z ultrakrótkimi impulsami femtosekundowymi. Lasery o dużej mocy wytwarzają włókno lub „nić”, która rozciąga się na pewną odległość, aż właściwości powietrza spowodują rozproszenie promieniowania laserowego. Włókno umożliwia generowanie wzbudzonych elektronów z dużą wydajnością, które są potrzebne do wywołania deszczu i błyskawicy.
Warto zwrócić uwagę na fakt, że samo zjawisko włóknienia przewidziano ponad 50 lat temu. Z tym zjawiskiem wiązano bardzo duże nadzieje w zakresie transmisji energii laserowej na duże odległości. Jednak do niedawna wszystkie eksperymenty w tej dziedzinie nie przynosiły naukowcom szczególnego sukcesu, ponieważ wiązki laserowe o bardzo dużej mocy zwykle rozpadają się na dużą liczbę włókien o dużej gęstości energii, ale o nieprzewidywalnym kierunku, czasie życia i długości. Być może to amerykańscy naukowcy z Arizony zdołali podejść do rozwiązania tego problemu.
Według nich Amerykanom, w przeciwieństwie do fizyków szwajcarskich, udało się obliczyć zasięg wiązki, jej siłę i dokładność. Specjalistom z University of Arizona udało się stworzyć nową technologię, która na razie tylko teoretycznie może tworzyć nici o dowolnie długich długościach. Istotą amerykańskiego know-how jest zastosowanie wiązki lasera o niskiej intensywności o większej szerokości, która podobnie jak osłona kabla elektrycznego może chronić nić przed rozproszeniem w atmosferze, a także zasila centralną wiązkę lasera .
Proces ten wygląda następująco: najpierw włączany jest laser wysokoenergetyczny, który jest niejako „owijany” mniej intensywną szeroką wiązką laserową, po czym szeroka wiązka jest ściskana, a nić rozciągana na długość . Jednocześnie druga (niskoenergetyczna) wiązka laserowa pełni rolę pewnego rodzaju magazynu energii, wspiera centralną mocną wiązkę i zapobiega chaotycznemu tworzeniu się dużej liczby włókien. W rezultacie większość energii przepływa wzdłuż centralnej „nitki” i może przebyć dość duże odległości. W rzeczywistości fizykom udało się stworzyć rodzaj kolby - kolejną wiązkę laserową o mniejszej intensywności, która chroni główną wiązkę przed zniszczeniem, jednocześnie zasilając ją energią.
Teoretycznie prezentowana technologia jest w stanie wywołać opady i wyładowania atmosferyczne z odległości co najmniej kilkudziesięciu kilometrów. A to oznacza, że system laserowy o wystarczającej mocy mógłby sterować pogodą na dość dużym obszarze, na przykład, nad dużą aglomeracją miejską. Skuteczność nowej technologii do tej pory wykazano jedynie w warunkach laboratoryjnych. Amerykańskim naukowcom udało się zwiększyć długość filamentu z 25 cm do 210 cm, jednocześnie naukowcy pracują nad stworzeniem nowej instalacji, która pozwoli im sprowadzić długość nici do 50 metrów (wartość obliczona) . W przyszłości, według Demetros Christodoulides, dyrektora naukowego projektu, planowane jest zwiększenie zasięgu do kilkuset metrów lub więcej.
Te wydarzenia zainteresowały się już Pentagonem, który rozpoczął ich finansowanie. Teoretycznie takie „włókna” laserowe mogłyby być wykorzystywane do przesyłania dużych ilości wszelkiego rodzaju promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak mikrofale, na znaczne odległości. Mówiąc najprościej, mówimy o rozwoju potężnej energii broń, który mógł spalić elektronikę wrogiego pojazdu bojowego jednym impulsem z odległości kilkudziesięciu kilometrów. Wojsko USA bardzo wysoko ocenia te obiecujące osiągnięcia, przyznając grant w wysokości 7,5 miliona dolarów na początkowy etap badań.
Ludzie już wiedzą, jak rozproszyć chmury nad miastem, gdy trzeba zorganizować np. paradę. W Rosji chmury rozchodzą się nad Moskwą przed Dniem Miasta. Do niedawna tylko szamani mogli wywoływać opady i błyskawice. Jeśli jednak badania amerykańskich naukowców zaowocują prototypem, który sprawdza się w praktyce, to będzie można sterować pogodą bez „tańczenia z tamburynem”. Przed Amerykanami i Szwajcarami pomysł sterowania pogodą za pomocą wiązki laserowej wysunęli naukowcy z Izraela. Fizycy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie wierzyli, że systemy laserowe mogą przejąć funkcję promieniowania kosmicznego i tworzyć chmury, które wpłyną na klimat Ziemi. Planowali zainstalować niezbędny sprzęt na Oceanie Spokojnym. Ale to jest kolejne historia...
Źródła informacji:
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2014/04/21/569000
http://www.utro.ru/articles/2014/04/23/1191162.shtml
http://www.rbcdaily.ru/autonews/562949978989898