Более 200 лет защитой от разрядов молний служат громоотводы — высокоподнятые металлические штыри с заземлением, которые принимают разряд на себя и обеспечивают его стекание в землю. Существенным недостатком громоотводов является ограниченный радиус «захвата» молний. Для защиты значительных площадей необходим лес громоотводов, поэтому с изобретением лазеров возникла идея направлять разряд молнии по лазерному лучу. Но с реализацией прежде не складывалось.

За время проведения наблюдений, о чём учёные поделились в статье, часть которой доступна по ссылке, молнии били в башню 16 раз, из которых четыре удара были спровоцированы лазером. Признать это успехом тяжело, но как доказательство работоспособности подхода — вполне.

Сверху — управляемые лазером молнии, снизу — неуправляемые

В процессе наблюдения за разрядами молний без лазера и с его помощью физики собрали достаточно данных, чтобы определить дальнейшее направление в исследованиях. Например, большинство ударов молний в башню оказались с переносом отрицательного заряда в землю (84 %), тогда как все стимулированные лазером разряды оказались положительными (по статистике таких было 11 % среди всех наблюдаемых). Ещё 5 % разрядов были биполярными.

Свой успех учёные объяснили тем, что они использовали лазер с высокой частотой повторения импульсов. Высокая частота повторения позволяла свободным электронам, выбитым в процессе ионизации атмосферы лучом, захватываться молекулами кислорода и накапливаться, что чуть дольше сохраняло канал для передачи разряда и способствовало стеканию энергии молнии по лучу вплоть до перехода в громоотвод и дальше в землю.

Источник изображения: Aurélien Houard et al. / arXiv, 2022

Ежегодно разряды молний убивают несколько тысяч человек на Земле и наносят мировой экономике ущерб, оцениваемый в несколько миллиардов долларов США. Лазерная защита от произвольных ударов молний обойдётся в копеечку, как и её питание электричеством, но оно того будет стоить, уверены учёные.