Forskare har uppfunnit en lasermaskin som kan göra regn
Amerikanska forskare från University of Arizona har utvecklat en lasermaskin som kan provocera fram regn och blixtar. Det rapporteras att en sådan installation i framtiden kan användas för att kontrollera klimatet på stort avstånd. Om uppfinningen visar sig vara framgångsrik och mycket effektiv kommer människan att kunna kontrollera vädret och klimatet. Amerikanska forskare har hittat ett sätt att använda en dubbel laserstråle för att kondensera statiskt laddade partiklar i moln, vilket leder till att det bildas regn och blixtar. Samtidigt är denna idé inte ny: användningen av en högenergilaser som kan orsaka regn föreslogs först av schweiziska forskare redan 2010.
Schweiziska forskare från universitetet i Genève sa att de har lärt sig hur man gör regn med hjälp av en laserstråle. Vi pratar om konstgjord bildning av moln både i atmosfären och inne i laboratoriet. En kraftfull infraröd laser i labbet producerade synlig vattenånga. Laserinstallationen lanserades i ett rum med en lufttemperatur på –24 ºС och en hög luftfuktighet. Laboratorieobservationer visade forskare att i det ögonblick när laserstrålen riktades in i rummet, var diametern på "skalet" av vattendroppar koncentrerade längs det cirka 50 mikrometer. Och efter några sekunder ökade det till 80 mikrometer, samtidigt ökade volymen av komprimerat vatten i "skalet" med 2 gånger. Denna process utvecklades snabbt och var tydligt synlig för forskare.
Schweiziska forskare förklarade denna effekt med det faktum att ljusstrålen separerade elektroner från luftatomer, vilket uppmuntrade bildandet av hydroxylradikaler och förvandlade kvävedioxid och svavel till partiklar som fungerade som "frön" från vilka vattendroppar senare växte.
När en sådan laser avfyrades mot Berlinhimlen kunde meteorologisk utrustning upptäcka en "punkt" formation av ett regnmoln som inte kunde ses av det mänskliga ögat. Det är värt att notera att mänskligheten länge har utvecklat mekanismer för att kontrollera väder och nederbörd. Molnsåddsexperiment med frusen koldioxid, silverjodid eller att droppa salt ovanpå moln har funnits länge. Men en forskargrupp vid universitetet i Genève kunde komma på en ny, mycket effektivare metod.
Den schweiziska erfarenheten har dock inte gått utöver experiment, forskare har ännu inte kunnat utveckla en laserapparat som skulle ha en stor aktionsradie som skulle kunna användas i praktiken. Problemet är att laserstrålar med hög effekt beter sig mycket annorlunda än de ljusa lågenergistrålarna hos laserpekare. Tillräckligt kraftfull laserstrålning har egenskapen att självförstöra under atmosfäriska förhållanden. I ögonblicket för passage av en högenergistråle bildas ett tillräckligt stort antal elektroner i atmosfären, och denna process är så intensiv att elektronerna av syre och kväve förvandlas till plasma. Som ett resultat "äter" bildandet av plasma laserstrålens energi.
Vid högeffektstrålning ökar dessutom mediets brytningsindex, och vid laserstrålens gräns avböjs och bryts strålarna. Som ett resultat sker en process för bildning av speciella ringar, som skjuter ut "blixtrådar", vilket försvinner energin från den centrala laserstrålen ännu mer. Denna process av jonisering av luftmediet kallas vanligen filamentering; den kan observeras i högeffektlasersystem med ultrakorta femtosekundpulser. Högeffektslasrar producerar en filament, eller "tråd", som sträcker sig en bit tills luftens egenskaper gör att laserstrålningen sprids. Filamentet gör det möjligt att generera exciterade elektroner med hög effektivitet, som behövs för att få igång regn och blixtar.
Det är värt att notera det faktum att själva fenomenet filamentering förutspåddes för mer än 50 år sedan. Mycket höga förhoppningar var förknippade med detta fenomen inom området för överföring av laserenergi över långa avstånd. Men tills nyligen har alla experiment inom detta område inte gett forskare någon speciell framgång, eftersom laserstrålar med mycket hög effekt vanligtvis bryts upp i ett stort antal filament med hög energitäthet, men med en oförutsägbar riktning, livslängd och längd. Kanske var det de amerikanska forskarna från Arizona som lyckades närma sig lösningen på detta problem.
Amerikanerna, enligt dem, lyckades, till skillnad från de schweiziska fysikerna, beräkna strålens räckvidd, dess styrka och noggrannhet. Specialister från University of Arizona har lyckats skapa en ny teknik som, än så länge bara teoretiskt, kan skapa trådar av godtyckligt långa längder. Kärnan i det amerikanska kunnandet är användningen av en lågintensiv laserstråle med större bredd, som, liksom höljet på en elektrisk kabel, kan skydda tråden från spridning i atmosfären och även matar den centrala laserstrålen .
Denna process är som följer: först slås en högenergilaser på, som så att säga "lindas in" i en mindre intensiv bred laserstråle, varefter den breda strålen komprimeras och tråden sträcks i längd . Samtidigt spelar den andra (lågenergi) laserstrålen rollen som en slags energilagring, den stöder den centrala kraftfulla strålen och förhindrar kaotisk bildning av ett stort antal filament. Som ett resultat flyter det mesta av energin längs den centrala "tråden" och kan resa ganska långa sträckor. Faktum är att fysiker lyckades skapa en sorts kolv - en annan laserstråle med lägre intensitet, som skyddar huvudstrålen från förstörelse, samtidigt som den matas med energi.
Teoretiskt presenterad teknik kan orsaka nederbörd och blixtar från ett avstånd av minst tiotals kilometer. Och det betyder att ett lasersystem med tillräcklig kraft skulle kunna kontrollera vädret över ett ganska stort område, till exempel över en stor tätort. Effektiviteten av den nya tekniken har hittills bara visats i laboratorieförhållanden. Amerikanska forskare lyckades öka längden på glödtråden från 25 cm till 210 cm. Samtidigt arbetar forskare med att skapa en ny installation som gör det möjligt för dem att få längden på tråden till 50 meter (beräknat värde) . I framtiden, enligt Demetros Christodoulides, den vetenskapliga ledaren för projektet, är det planerat att få dess räckvidd upp till flera hundra meter eller mer.
Denna utveckling har redan blivit intresserad av Pentagon, som påbörjade sin finansiering. Teoretiskt sett skulle sådana laser-"filament" kunna användas för att överföra stora mängder elektromagnetisk strålning av vilket slag som helst, såsom mikrovågor, över betydande avstånd. Enkelt uttryckt talar vi om utvecklingen av en kraftfull energi armar, som skulle kunna bränna ut elektroniken i ett fientligt stridsfordon med bara en puls från ett avstånd av tiotals kilometer. Den amerikanska militären uppskattar denna lovande utveckling mycket högt, efter att ha tilldelat ett anslag på 7,5 miljoner dollar för det inledande forskningsskedet.
Folk vet redan hur man skingra moln över staden när det är nödvändigt att hålla till exempel en parad. I Ryssland skingras molnen över Moskva före Stadsdagen. Tills nyligen var det bara shamaner som kunde orsaka nederbörd och blixtar. Men om studien av amerikanska forskare resulterar i en prototyp som fungerar i praktiken, kommer det att vara möjligt att kontrollera vädret utan att "dansa med en tamburin". Före amerikanerna och schweizarna lade forskare från Israel fram idén om att kontrollera vädret med en laserstråle. Fysiker från hebreiska universitetet i Jerusalem trodde att lasersystem kunde ta över funktionen av kosmisk strålning och bilda moln som skulle påverka jordens klimat. De planerade att installera nödvändig utrustning i Stilla havet. Men det här är en annan historia.
Källor till information:
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2014/04/21/569000
http://www.utro.ru/articles/2014/04/23/1191162.shtml
http://www.rbcdaily.ru/autonews/562949978989898
Schweiziska forskare från universitetet i Genève sa att de har lärt sig hur man gör regn med hjälp av en laserstråle. Vi pratar om konstgjord bildning av moln både i atmosfären och inne i laboratoriet. En kraftfull infraröd laser i labbet producerade synlig vattenånga. Laserinstallationen lanserades i ett rum med en lufttemperatur på –24 ºС och en hög luftfuktighet. Laboratorieobservationer visade forskare att i det ögonblick när laserstrålen riktades in i rummet, var diametern på "skalet" av vattendroppar koncentrerade längs det cirka 50 mikrometer. Och efter några sekunder ökade det till 80 mikrometer, samtidigt ökade volymen av komprimerat vatten i "skalet" med 2 gånger. Denna process utvecklades snabbt och var tydligt synlig för forskare.
Schweiziska forskare förklarade denna effekt med det faktum att ljusstrålen separerade elektroner från luftatomer, vilket uppmuntrade bildandet av hydroxylradikaler och förvandlade kvävedioxid och svavel till partiklar som fungerade som "frön" från vilka vattendroppar senare växte.
När en sådan laser avfyrades mot Berlinhimlen kunde meteorologisk utrustning upptäcka en "punkt" formation av ett regnmoln som inte kunde ses av det mänskliga ögat. Det är värt att notera att mänskligheten länge har utvecklat mekanismer för att kontrollera väder och nederbörd. Molnsåddsexperiment med frusen koldioxid, silverjodid eller att droppa salt ovanpå moln har funnits länge. Men en forskargrupp vid universitetet i Genève kunde komma på en ny, mycket effektivare metod.
Den schweiziska erfarenheten har dock inte gått utöver experiment, forskare har ännu inte kunnat utveckla en laserapparat som skulle ha en stor aktionsradie som skulle kunna användas i praktiken. Problemet är att laserstrålar med hög effekt beter sig mycket annorlunda än de ljusa lågenergistrålarna hos laserpekare. Tillräckligt kraftfull laserstrålning har egenskapen att självförstöra under atmosfäriska förhållanden. I ögonblicket för passage av en högenergistråle bildas ett tillräckligt stort antal elektroner i atmosfären, och denna process är så intensiv att elektronerna av syre och kväve förvandlas till plasma. Som ett resultat "äter" bildandet av plasma laserstrålens energi.
Vid högeffektstrålning ökar dessutom mediets brytningsindex, och vid laserstrålens gräns avböjs och bryts strålarna. Som ett resultat sker en process för bildning av speciella ringar, som skjuter ut "blixtrådar", vilket försvinner energin från den centrala laserstrålen ännu mer. Denna process av jonisering av luftmediet kallas vanligen filamentering; den kan observeras i högeffektlasersystem med ultrakorta femtosekundpulser. Högeffektslasrar producerar en filament, eller "tråd", som sträcker sig en bit tills luftens egenskaper gör att laserstrålningen sprids. Filamentet gör det möjligt att generera exciterade elektroner med hög effektivitet, som behövs för att få igång regn och blixtar.
Det är värt att notera det faktum att själva fenomenet filamentering förutspåddes för mer än 50 år sedan. Mycket höga förhoppningar var förknippade med detta fenomen inom området för överföring av laserenergi över långa avstånd. Men tills nyligen har alla experiment inom detta område inte gett forskare någon speciell framgång, eftersom laserstrålar med mycket hög effekt vanligtvis bryts upp i ett stort antal filament med hög energitäthet, men med en oförutsägbar riktning, livslängd och längd. Kanske var det de amerikanska forskarna från Arizona som lyckades närma sig lösningen på detta problem.
Amerikanerna, enligt dem, lyckades, till skillnad från de schweiziska fysikerna, beräkna strålens räckvidd, dess styrka och noggrannhet. Specialister från University of Arizona har lyckats skapa en ny teknik som, än så länge bara teoretiskt, kan skapa trådar av godtyckligt långa längder. Kärnan i det amerikanska kunnandet är användningen av en lågintensiv laserstråle med större bredd, som, liksom höljet på en elektrisk kabel, kan skydda tråden från spridning i atmosfären och även matar den centrala laserstrålen .
Denna process är som följer: först slås en högenergilaser på, som så att säga "lindas in" i en mindre intensiv bred laserstråle, varefter den breda strålen komprimeras och tråden sträcks i längd . Samtidigt spelar den andra (lågenergi) laserstrålen rollen som en slags energilagring, den stöder den centrala kraftfulla strålen och förhindrar kaotisk bildning av ett stort antal filament. Som ett resultat flyter det mesta av energin längs den centrala "tråden" och kan resa ganska långa sträckor. Faktum är att fysiker lyckades skapa en sorts kolv - en annan laserstråle med lägre intensitet, som skyddar huvudstrålen från förstörelse, samtidigt som den matas med energi.
Teoretiskt presenterad teknik kan orsaka nederbörd och blixtar från ett avstånd av minst tiotals kilometer. Och det betyder att ett lasersystem med tillräcklig kraft skulle kunna kontrollera vädret över ett ganska stort område, till exempel över en stor tätort. Effektiviteten av den nya tekniken har hittills bara visats i laboratorieförhållanden. Amerikanska forskare lyckades öka längden på glödtråden från 25 cm till 210 cm. Samtidigt arbetar forskare med att skapa en ny installation som gör det möjligt för dem att få längden på tråden till 50 meter (beräknat värde) . I framtiden, enligt Demetros Christodoulides, den vetenskapliga ledaren för projektet, är det planerat att få dess räckvidd upp till flera hundra meter eller mer.
Denna utveckling har redan blivit intresserad av Pentagon, som påbörjade sin finansiering. Teoretiskt sett skulle sådana laser-"filament" kunna användas för att överföra stora mängder elektromagnetisk strålning av vilket slag som helst, såsom mikrovågor, över betydande avstånd. Enkelt uttryckt talar vi om utvecklingen av en kraftfull energi armar, som skulle kunna bränna ut elektroniken i ett fientligt stridsfordon med bara en puls från ett avstånd av tiotals kilometer. Den amerikanska militären uppskattar denna lovande utveckling mycket högt, efter att ha tilldelat ett anslag på 7,5 miljoner dollar för det inledande forskningsskedet.
Folk vet redan hur man skingra moln över staden när det är nödvändigt att hålla till exempel en parad. I Ryssland skingras molnen över Moskva före Stadsdagen. Tills nyligen var det bara shamaner som kunde orsaka nederbörd och blixtar. Men om studien av amerikanska forskare resulterar i en prototyp som fungerar i praktiken, kommer det att vara möjligt att kontrollera vädret utan att "dansa med en tamburin". Före amerikanerna och schweizarna lade forskare från Israel fram idén om att kontrollera vädret med en laserstråle. Fysiker från hebreiska universitetet i Jerusalem trodde att lasersystem kunde ta över funktionen av kosmisk strålning och bilda moln som skulle påverka jordens klimat. De planerade att installera nödvändig utrustning i Stilla havet. Men det här är en annan historia.
Källor till information:
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2014/04/21/569000
http://www.utro.ru/articles/2014/04/23/1191162.shtml
http://www.rbcdaily.ru/autonews/562949978989898
informationen