Исследователи из Лаборатории прикладной оптики (Франция) провели ряд экспериментов, показавших, что можно не только инициировать разряд молнии фемтосекундным лазером, но и направлять его, а также успешно отклонять от определённой точки.

В пику известной фразе о том, что молния не бьёт дважды в одно место, учёным удалось заставить её бить в одно и то же место снова и снова много раз подряд. При помощи мощных фемтосекундных лазерных импульсов они смогли перенаправлять электрический разряд в заранее заданную точку. Правда, пока лишь в лабораторных условиях.

Общая схема проведения эксперимента. (Здесь и ниже изображения Лаборатории прикладной оптики.)

На сегодня самой совершенной системой такого рода являются молниеотводные ракеты, но по соотношению «цена–эффективность» это относительно недавнее изобретение уступает классическому громоотводу. По мнению разработчиков экспериментальной системы, она может составить конкуренцию и ракете, и банальному металлическому штырю, — дальность лазера велика, а затраты на однократный отвод значительно ниже, чем у ракеты.

Давно установлено, что сверхкраткие лазерные импульсы создают короткие участки ионизированного газа, служащие для молнии «проводом». Собственно, по тому же принципу действуют некоторые опытные образцы шокового оружия, создавая в воздухе ионизированный «провод», по которому к объекту воздействия подаётся электроток.

В ходе экспериментов учёные послали лазерный луч от сферического электрода к плоскому электроду с противоположным зарядом. Луч срывал электроны с атомов на своём пути, превращая их в ионы, сформировав плазменный канал, соединяющий электрический разряд от плоского электрода к сферическому. Чтобы определить, может ли созданный лазером плазменный канал отклонить электрический разряд от его нормальной траектории, исследователи ввели в опыт третий электрод, расположенный ближе к источнику разряда. В природе молния ищет траекторию с наименьшим электрически сопротивлением, и обычно это самый высокий объект.

Неуправляемый (слева) и управляемый лазером (справа) разряды. Вольтаж и сила тока для каждого случая показаны на графиках.

Без применения лазера разряд действительно всегда проходил через самый высокий электрод, но при его использовании разряд в 100% случаев удалось перенаправить к сферическому электроду, куда в естественных условиях сам он никогда бы не попал. Причём это происходило даже после того, как разряд начинался, то есть уже после формирования молнии, так сказать, на лету. Перенаправление разряда удавалось многократно воспроизводить на расстоянии, что, учитывая умеренные мощности экспериментального оборудования, представляется неплохим результатом.