Управление молниями с помощью лазерного луча

23.01.2023

Молния является одним из самых энергичных природных явлений, в процессе которого за долю секунды высвобождаются миллионы вольт, что может быть разрушительным - отключение электричества, пожары, травмы и даже смерти.

Долгое время лучшим способом защититься от молнии считался громоотвод - огромная металлическая палка, прикрепленная к самому высокому зданию. Эта простая конструкция, по сути, притягивает электричество и безопасно направляет его в землю. Однако одной из проблем является то, что подобные громоотводы имеют ограниченный радиус действия - например, 10-метровый громоотвод способен защитить лишь территорию радиусом в 10 метров вокруг себя. То есть для защиты крупного здания или аэропорта фактически потребуется гигантский громоотвод. Но, похоже, ученые нашли выход.

Физик Орельен Хуар из лаборатории прикладной оптики Французского национального центра научных исследований в Париже и его коллеги выдерживали многочасовую грозовую активность, чтобы проверить, может ли лазер отводить удары молнии от критической инфраструктуры.

Исследователи продемонстрировали работу новой более эффективной системы - по сути, ученые научились отклонять разряды молнии с помощью мощного лазера, направленного в небо.

По словам автора исследования Жан-Пьера Вольфа, лазерный громоотвод представляет собой луч лазера, направленный в облака во время шторма - таким образом он прокладывает путь наименьшего сопротивления для прохождения электричества. Более того, лазерный луч может простираться намного дальше, чем громоотвод, а значит и защищать большую территорию.

Ученые объясняют, что когда в атмосферу излучаются лазерные импульсы высокой мощности, внутри луча образуются нити очень интенсивного света. Они пронизывают молекулы азота и кислорода, которые присутствуют в воздухе, которые, в свою очередь, высвобождают свободные электроны для движения. В итоге ионизированный воздух, который также называют "плазмой", становится электрическим проводником.

Для демонстрации своей концепции ученые разработали лазерную систему со средней мощностью 1 кВт и пульсирующую приблизительно тысячу раз в секунду, высвобождая 1 джоуль энергии за импульс.

Лазерную систему установили на вершине Зентиса, который является самой высокой горой в Швейцарских Альпах. Ученые отмечают, что лазер был установлен рядом с башней, которая ежегодно привлекает порядка сотни ударов молнии.

Исследователи отмечают, что лазер был направлен в небо рядом с вершиной башни - основной целью было попытаться привлечь молнию к лучу до того, как она достигнет обычного громоотвода башни. За период тестирования ученые зафиксировали четыре удара молнии.

<< Назад: Заброшенные шахты для сохранения энергии 24.01.2023

>> Вперед: Свободное время пагубно влияет на человека 23.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Внутренние часы человека оказались гораздо разнообразнее 06.02.2026 Вопрос о том, кто вы - "сова", которая расцветает после полуночи, или "жаворонок", встречающий рассвет с ясной головой, - давно вышел за рамки простого теста на тип личности. Хронотип, то есть индивидуальная предрасположенность к определенному ритму сна и бодрствования, влияет на пики продуктивности, настроение, метаболизм и даже долгосрочное здоровье. Однако классическое деление на два лагеря уже не отражает всей картины. Новое исследование, проведенное учеными из Университета Макгилла, показало, что спектр хронотипов гораздо шире и сложнее, чем принято считать. С помощью методов искусственного интеллекта исследователи проанализировали данные более 27 тысяч взрослых участников Биобанка Великобритании. В работе объединили результаты магнитно-резонансной томографии мозга, подробные анкеты о режиме дня и сна, а также медицинские записи. Такой комплексный подход позволил выявить не два, а сразу пять различных подтипов хронотипа: два из них относятся к ранним ("жаворонкам"), а три - к поздним ("совам"). Среди ранних хронотипов один подтип выделяется заметно лучшими общими показателями здоровья - у его представителей реже встречаются хронические заболевания и депрессивные состояния. Второй подтип "жаворонков", напротив, чаще сталкивается с симптомами депрессии, несмотря на ранний подъем и дневную активность. Это говорит о том, что даже среди людей, предпочитающих ранний режим, существуют важные различия, связанные не только со временем засыпания и пробуждения. У "ночных сов" картина еще более разнообразная. Один из трех поздних подтипов демонстрирует выдающиеся результаты в когнитивных тестах, показывая высокую скорость обработки информации и хорошую рабочую память, однако представители этой группы испытывают заметные трудности с регуляцией эмоций. Второй подтип характеризуется повышенной склонностью к рискованному поведению, включая азартные игры или опасное вождение, а также повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Третий подтип "сов" чаще других сталкивается с депрессией, курением и проблемами с сердцем. Старший автор исследования, доцент Университета Макгилла Данило Бздок, подчеркивает, что выявленные подтипы определяются не только часами сна и бодрствования. Они представляют собой сложное переплетение генетических факторов, особенностей окружающей среды, образа жизни и, вероятно, нейробиологических различий. Понимание этих нюансов позволяет отказаться от универсальных советов "ложиться спать пораньше" и перейти к более тонкой настройке режима под конкретного человека. Ученые отмечают, что ни один из подтипов не является объективно "лучшим" или "худшим" - у каждого есть свои преимущества и уязвимые места. Например, поздний хронотип с высокой когнитивной производительностью может быть идеальным для творческой или интеллектуальной работы в вечернее и ночное время, но требует особого внимания к эмоциональному балансу и профилактике сердечных рисков. Полученные данные открывают перспективу для персонализированной медицины сна. В будущем врачи и работодатели смогут учитывать не просто "сова" или "жаворонок", а конкретный подтип, чтобы рекомендовать оптимальные графики работы, корректировать терапию депрессии или разрабатывать индивидуальные стратегии поддержания психического здоровья в условиях постоянного цифрового стресса и нерегулярного ритма жизни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026