Mokslininkai iš Arizonos ir Centrinės Floridos universitetų (JAV) sukūrė technologiją, kuri gali siųsti aukšto intensyvumo lazerio spindulius per atmosferą gerokai toliau nei ligi šiol. Kol kas technologija tobulinama, tačiau ilgainiui ji galėtų padėti reguliuoti elektros iškrovos, pavyzdžiui, žaibo, kryptį.
Dabar moderniomis technologijomis gaminamų aukšto intensyvumo lazerių skleidžiama šviesa pranyksta vos už kelių dešimčių centimetrų dėl difrakcijos ir lazerių bangos yra per trumpos tokioms užduotims, kaip žaibo nukreipimas. Naujoji mokslininkų idėja pagrįsta tuo, kad pirmasis aukšto intensyvumo lazerio spindulys įterpiamas į antrą, žemo intensyvumo spindulį. Kai pirminis spindulys keliauja oru, antrasis perkrauna jį savo energija ir sustiprina, todėl spindulys nusklinda gerokai toliau.
Mokslininkų tyrimai išspausdinti žurnale „Nature Photonics“.
„Šį reiškinį galima lyginti su naikintuvu, kurį lydi didesnis lėktuvas, skirtas papildyti degalams, – sako tyrimo vadovas Maikas Schelleris. – Lygiai taip pat, kaip didesnis lėktuvas papildo naikintuvą ir šis gali nuskristi gerokai toliau, mūsų pirminiam aukšto intensyvumo lazeriui padeda antrasis.“
Geresnis spindulių sklidimo suvokimas padėtų pamatus patikimesniems naujos klasės lazerio spinduliams, kurie galės įveikti dalelių išsibarstymą, sukeltą atmosferos turbulencijos, lietus lašelių debesyse, rūke ir lietuje.
Skirtingai nei kituose lazeriuose, šiame tyrime naudoti lazerio spinduliai skleidžia labai didelį energijos kiekį per labai trumpą laiko tarpą – femtosekundę – milijardinę milijoninės sekundės dalį.
„Paprastai jei lazerio spindulį paskleisite oru, jis bus ribojamas tiesinės difrakcijos. Tačiau jei energija yra pakankamai stipri ir kondensuota į keletą femtosekundžių, ir yra sukuriama itin didelio intensyvumo šviesa, ji oru sklinda kitaip, – sako M. Schelleris. – Problema slypi tame, kad lazerio spindulys taip pat jonizuoja orą ir sukuria plazmą, todėl lazeris praranda energiją.“
Lazerio spindulys nenusklinda labai toli dėl energijos praradimo, kuris galiausiai lemia tai, kad lazerio šviesa išnyksta. O naujame mokslininkų tyrime naudojami dvigubi spinduliai pereina šį limitą.
Viskas vyksta panašiu principu, kaip veikiant ausinėmis su garso izoliavimo technologija. Pirminio lazerio spindulio energijos praradimas ir antro lazerio spindulys atsveria vienas kitą. Laboratorijoje mokslininkai sugebėjo išplėsti lazerio žybsnį dešimteriopai – nuo dešimties colių iki septynių pėdų.
Mathew Millso iš Centrinės Floridos universiteto atliktos simuliacijos rodo, kad naują lazerinę technologiją pritaikius atmosferos proporcijoms, spindulys galėtų būti išplėstas iki 50 metrų, arba 165 pėdų.
Keliaudami oru lazerio žybsniai palieka plazmos kanalus – jonizuotas molekules, atsiskyrusias nuo elektronų. Tokie plazmos kanalai gali būti panaudoti kaip mažiausio pasipriešinimo kelias pritraukti žaibą. Ateityje šokia technologija gali būti panaudota siekiant kontroliuoti žaibus perkūnijų metu ir nukreipti juos nuo pastatų.
