Laser Lightning Rod pálí laserem do bouřky. Kredit: UNIGE / Martin Stollberg.

Hromosvody již celá staletí navádějí blesky (nikoliv hromy, jak líbezně naznačuje čeština) bezpečně do země. Obvykle jde o kovovou tyč s jednoduchou konstrukcí, která chrání lidi, domy a další stavby před hněvem bohů. Hromosvody fungují dobře, ale mají dost omezený dosah. Železná tyč o výšce 10 metrů ochrání okolní prostor o velikosti rovněž asi 10 metrů. K důsledné ochraně rozsáhlých staveb, jako jsou letiště nebo třeba větrné farmy, by bylo nutné postavit velmi vysoké hromosvody nebo jich použít značný počet.

Vrcholek hory Säntis. Kredit: B0rder.

Evropští vědci vyvinuli efektivnější systém ochrany před blesky, který využívá laser. Laser Lightning Rod během bouřky vystřeluje do mraků laserový paprsek, který vytváří koridor nejmenšího elektrického odporu a navádí tím blesky. Takový systém dosáhne pochopitelně mnohem výš než obvyklé hromosvody.

Jak uvádí vedoucí výzkumného týmu Jean-Pierre Wolf ze švýcarské Université de Genève, když vypálíte velmi energetický laserový paprsek do nebe, vytvoří se v něm vlákna velmi intenzivního záření. Tato vlákna ionizují molekuly dusíku a kyslíku v ovzduší a jejich elektrony se rozprchnou do okolí. Vznikne plazma, které je slušným elektrickým vodičem.

Počítačová rekonstrukce úspěšného ulovení blesku během testu. Kredit: UNIGE / Xavier Ravinet.

Nezůstalo jen u teoretického konceptu. Badatelé postavili technologický demonstrátor Laser Lightning Rod, který se nachází v oblasti Säntisu (2 504 m n. m.), nejvyššího vrcholku Appenzellských Alp. Je umístěný poblíž rádiové vysílací věže o výšce 124 m, která přitahuje asi 100 úderů blesku ročně.

Laser Lightning Rod má průměrný výkon 1 kW. Vysílá asi tisícovku pulzů za sekundu, přičemž každý pulz nese energii asi 1 J. Tvůrci systém testovali za bouřek mezi červnem a zářím 2021. Laserový paprsek mířil na oblohu u vrcholu rádiové vysílací věže, aby svedl blesky dřív, než dosáhnou k tradičnímu hromosvodu. Během doby, kdy byl laserový hromosvod v akci, zasáhl blesk vysílací věž čtyřikrát.

Wolf s kolegy zjistili, že blesk sleduje dráhu laserového paprsku asi 60 metrů nad vrcholkem věže s hromosvodem. Tím se zvětšila oblast chráněná před blesky z původních 124 metrů na 184 metrů. Podle badatelů je to poprvé, kdy se v terénu uskutečnilo navádění blesků laserovým paprskem. Zároveň je to teprve začátek. Cílem projektu Laser Lightning Rod je dosáhnout s laserovým hromosvodem do výšky 500 metrů.

Video: Deflecting lightning with a laser lightning rod

Literatura

New Atlas 16. 1. 2023.

Nature Photonics online 16. 1. 2023.