Žaibai – tai didžiulės elektros iškrovos, kurios paprastai kibirkščiuoja už dviejų–trijų kilometrų. Žaibo krūvis yra toks stiprus, kad jo temperatūra siekia 30 000 ºC, t. y. maždaug penkis kartus karštesnė nei saulės paviršius. Kasmet į Žemę trenkia daugiau nei milijardas žaibų, dėl kurių žūsta tūkstančiai žmonių.
Tradiciniai žaibolaidžiai atsirado dar Benjamino Franklino laikais. Tačiau pastaruoju metu mokslininkai ieškojo kitų būdų, kaip apsaugoti pastatus ir objektus nuo žalingų smūgių.
Žurnale „Nature Photonics“ Aurélien Houard, Palazo politechnikos mokyklos fizikas su kolegomis iš Šveicarijos aprašo, kaip jie nuvežė galingą lazerį į Säntis kalno viršūnę šiaurės rytų Šveicarijoje ir pastatė jį šalia 124 m aukščio telekomunikacijų bokšto, į kurį žaibas trenkia maždaug 100 kartų per metus.
„Metaliniai strypai nuo žaibo naudojami beveik visur, tačiau jų apsaugotas plotas apsiriboja keliais ar keliomis dešimtimis metrų“, – sakė Aurélien Houard, Palazo politechnikos mokyklos fizikas, – „Tikimės išplėsti šią apsaugą iki kelių šimtų metrų, jei turėsime pakankamai lazerio energijos.“
Mokslininkai laukė, kol susikaups audros, ir praėjusių metų liepos–rugsėjo mėnesiais daugiau nei šešias valandas į perkūnijos debesis šaudė greitus lazerio impulsus. Žaibų smūgiams fiksuoti įrengti prietaisai parodė, kad per eksperimentus lazeris nukreipė keturių aukštyn kylančių žaibų išlydžių kryptį.
Tik vienas smūgis, įvykęs liepos 21 d., įvyko esant pakankamai geroms sąlygoms, kad mokslininkai galėtų nufilmuoti žaibo kelią dviem kryptimis, naudodami greitaeiges kameras, esančias už kelių kilometrų. Filmuotoje medžiagoje matyti, kad žaibas maždaug 50 metrų ėjo lazerio keliu, o tai rodo, kad impulsai padėjo nukreipti smūgį.
Lazeris nukreipia žaibą, sudarydamas lengvesnį kelią elektros išlydžiui tekėti. Kai lazerio impulsai paleidžiami į dangų, dėl pasikeitusio oro lūžio rodiklio jie susitraukia ir tampa tokie intensyvūs, kad jonizuoja aplink esančias oro molekules. Dėl to danguje susidaro ilga, tyrėjų vadinamų gijų grandinė, kurioje oro molekulės sparčiai įkaista ir lekia tolyn viršgarsiniu greičiu, palikdamos mažo tankio jonizuoto oro kanalą. Šie kanalai, trunkantys milisekundes, yra laidesni elektrai nei aplinkinis oras, todėl sudaro lengvesnį kelią žaibui.
Lazeris yra pakankamai galingas, kad keltų pavojų praskrendančių pilotų akims, todėl eksperimentų metu virš bandymų vietos buvo uždarytas oro eismas. Tačiau mokslininkai mano, kad ši technologija vis dar gali būti naudinga, nes paleidimo aikštelėse ir oro uostuose dažnai yra nustatytos zonos, kuriose draudžiama skraidyti. „Svarbu atsižvelgti į šį saugumo aspektą“, – sakė tyrėjai
Galingesni lazeriai, veikiantys skirtingais bangos ilgiais, galėtų nukreipti žaibą didesniais atstumais.
„Lazerinės sistemos kaina yra labai didelė, palyginti su paprasto strypo kaina“, – sakė profesorius Manu Haddadas, Kardifo universiteto Morgano-Botti žaibų laboratorijos direktorius. – „Tačiau lazeriai galėtų būti patikimesnis būdas nukreipti žaibo išlydį, o tai gali būti svarbu antžeminių įrenginių ir įrangos apsaugai nuo žaibo.“
