Ελβετοί ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης είπαν ότι έμαθαν πώς να κάνουν βροχή χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ. Μιλάμε για τον τεχνητό σχηματισμό νεφών τόσο στην ατμόσφαιρα όσο και μέσα στο εργαστήριο. Ένα ισχυρό υπέρυθρο λέιζερ στο εργαστήριο παρήγαγε ορατούς υδρατμούς. Η εγκατάσταση λέιζερ ξεκίνησε σε ένα δωμάτιο με θερμοκρασία αέρα -24 ºС και υψηλό επίπεδο υγρασίας. Οι εργαστηριακές παρατηρήσεις έδειξαν στους επιστήμονες ότι τη στιγμή που η δέσμη λέιζερ κατευθύνθηκε στο δωμάτιο, η διάμετρος του «κελύφους» των σταγονιδίων νερού που συγκεντρώθηκαν κατά μήκος του ήταν περίπου 50 μικρόμετρα. Και μετά από λίγα δευτερόλεπτα αυξήθηκε στα 80 μικρόμετρα, την ίδια στιγμή ο όγκος του συμπιεσμένου νερού στο «κέλυφος» αυξήθηκε κατά 2 φορές. Αυτή η διαδικασία αναπτύχθηκε γρήγορα και ήταν ξεκάθαρα ορατή στους ερευνητές.
Ελβετοί επιστήμονες εξήγησαν αυτό το φαινόμενο με το γεγονός ότι η δέσμη φωτός χώριζε τα ηλεκτρόνια από τα άτομα του αέρα, ενθαρρύνοντας το σχηματισμό ριζών υδροξυλίου και μετατρέποντας το διοξείδιο του αζώτου και το θείο σε σωματίδια που λειτουργούσαν ως «σπόροι» από τους οποίους αργότερα αναπτύχθηκαν σταγόνες νερού.
Όταν ένα τέτοιο λέιζερ εκτοξεύτηκε στον ουρανό του Βερολίνου, ο μετεωρολογικός εξοπλισμός μπόρεσε να ανιχνεύσει έναν σχηματισμό «σημείου» ενός σύννεφου βροχής που δεν μπορούσε να δει το ανθρώπινο μάτι. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ανθρωπότητα αναπτύσσει εδώ και καιρό μηχανισμούς για τον έλεγχο του καιρού και των βροχοπτώσεων. Πειράματα σποράς σύννεφων με παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα, ιωδιούχο άργυρο ή ρίψη αλατιού πάνω από σύννεφα υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Όμως μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης μπόρεσε να βρει μια νέα, πολύ πιο αποτελεσματική μέθοδο.
Ωστόσο, η ελβετική εμπειρία δεν έχει προχωρήσει πέρα από τα πειράματα, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταφέρει να αναπτύξουν μια συσκευή λέιζερ που θα είχε μεγάλη ακτίνα δράσης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Το πρόβλημα είναι ότι οι ακτίνες λέιζερ υψηλής ισχύος συμπεριφέρονται πολύ διαφορετικά από τις φωτεινές δέσμες χαμηλής ενέργειας των δεικτών λέιζερ. Η επαρκώς ισχυρή ακτινοβολία λέιζερ έχει την ιδιότητα να αυτοκαταστρέφεται σε ατμοσφαιρικές συνθήκες. Τη στιγμή της διέλευσης μιας δέσμης υψηλής ενέργειας, ένας αρκετά μεγάλος αριθμός ηλεκτρονίων σχηματίζεται στην ατμόσφαιρα και αυτή η διαδικασία είναι τόσο έντονη που τα ηλεκτρόνια του οξυγόνου και του αζώτου μετατρέπονται σε πλάσμα. Ως αποτέλεσμα, ο σχηματισμός πλάσματος «τρώει» την ενέργεια της δέσμης λέιζερ.
Επιπλέον, σε ακτινοβολία υψηλής ισχύος, ο δείκτης διάθλασης του μέσου αυξάνεται και στο όριο της δέσμης λέιζερ, οι δέσμες ακτινοβολίας εκτρέπονται και διαθλώνται. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία σχηματισμού ιδιόμορφων δακτυλίων, οι οποίοι εκτοξεύουν «κλωστές κεραυνού», διαχέοντας ακόμη περισσότερο την ενέργεια της κεντρικής δέσμης λέιζερ. Αυτή η διαδικασία ιονισμού του μέσου αέρα ονομάζεται κοινώς νηματοποίηση· μπορεί να παρατηρηθεί σε συστήματα λέιζερ υψηλής ισχύος με εξαιρετικά βραχείς παλμούς femtosecond. Τα λέιζερ υψηλής ισχύος παράγουν ένα νήμα, ή «νήμα», που τεντώνεται για κάποια απόσταση έως ότου οι ιδιότητες του αέρα αναγκάσουν τη διασπορά της ακτινοβολίας λέιζερ. Το νήμα καθιστά δυνατή τη δημιουργία διεγερμένων ηλεκτρονίων με υψηλή απόδοση, τα οποία χρειάζονται για να ξεκινήσει η βροχή και ο κεραυνός.
Αξίζει να σημειωθεί το γεγονός ότι το ίδιο το φαινόμενο της νηματοποίησης είχε προβλεφθεί πριν από περισσότερα από 50 χρόνια. Πολύ μεγάλες ελπίδες συνδέθηκαν με αυτό το φαινόμενο στον τομέα της μετάδοσης ενέργειας με λέιζερ σε μεγάλες αποστάσεις. Ωστόσο, μέχρι πρόσφατα, όλα τα πειράματα σε αυτόν τον τομέα δεν απέφεραν ιδιαίτερη επιτυχία στους επιστήμονες, καθώς οι ακτίνες λέιζερ πολύ υψηλής ισχύος συνήθως διασπώνται σε μεγάλο αριθμό νημάτων με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, αλλά με απρόβλεπτη κατεύθυνση, διάρκεια ζωής και μήκος. Ίσως ήταν οι Αμερικανοί επιστήμονες από την Αριζόνα που κατάφεραν να προσεγγίσουν τη λύση αυτού του προβλήματος.
Οι Αμερικανοί, σύμφωνα με τους ίδιους, σε αντίθεση με τους Ελβετούς φυσικούς, κατάφεραν να υπολογίσουν το εύρος της δέσμης, τη δύναμη και την ακρίβειά της. Ειδικοί από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα κατάφεραν να δημιουργήσουν μια νέα τεχνολογία που, μέχρι στιγμής μόνο θεωρητικά, μπορεί να δημιουργήσει νήματα με αυθαίρετα μεγάλα μήκη. Η ουσία της αμερικανικής τεχνογνωσίας είναι η χρήση μιας δέσμης λέιζερ χαμηλής έντασης με μεγαλύτερο πλάτος, η οποία, όπως το περίβλημα ενός ηλεκτρικού καλωδίου, μπορεί να προστατεύσει το νήμα από τη διασπορά στην ατμόσφαιρα και επίσης τροφοδοτεί την κεντρική δέσμη λέιζερ .
Αυτή η διαδικασία έχει ως εξής: πρώτα, ενεργοποιείται ένα λέιζερ υψηλής ενέργειας, το οποίο, όπως ήταν, "τυλιγμένο" σε μια λιγότερο έντονη ευρεία δέσμη λέιζερ, μετά την οποία συμπιέζεται η ευρεία δέσμη και το νήμα τεντώνεται σε μήκος . Ταυτόχρονα, η δεύτερη (χαμηλής ενέργειας) δέσμη λέιζερ παίζει το ρόλο ενός είδους αποθήκευσης ενέργειας, υποστηρίζει την κεντρική ισχυρή δέσμη και αποτρέπει τον χαοτικό σχηματισμό μεγάλου αριθμού νημάτων. Ως αποτέλεσμα, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας ρέει κατά μήκος του κεντρικού «νήματος» και μπορεί να ταξιδέψει πολύ μεγάλες αποστάσεις. Στην πραγματικότητα, οι φυσικοί κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα είδος φιάλης - μια άλλη δέσμη λέιζερ με μικρότερη ένταση, η οποία προστατεύει την κύρια δέσμη από την καταστροφή, ενώ ταυτόχρονα την τροφοδοτεί με ενέργεια.
Η θεωρητικά παρουσιαζόμενη τεχνολογία είναι σε θέση να προκαλέσει βροχόπτωση και κεραυνούς από απόσταση τουλάχιστον δεκάδων χιλιομέτρων. Και αυτό σημαίνει ότι ένα σύστημα λέιζερ επαρκούς ισχύος θα μπορούσε να ελέγξει τον καιρό σε μια αρκετά μεγάλη περιοχή, για παράδειγμα, σε έναν μεγάλο αστικό οικισμό. Η αποτελεσματικότητα της νέας τεχνολογίας έχει αποδειχθεί μέχρι στιγμής μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες. Αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν να αυξήσουν το μήκος του νήματος από 25 cm σε 210 cm. Ταυτόχρονα, οι επιστήμονες εργάζονται για τη δημιουργία μιας νέας εγκατάστασης που θα τους επιτρέψει να φέρουν το μήκος του νήματος στα 50 μέτρα (υπολογιζόμενη τιμή) . Στο μέλλον, σύμφωνα με τον επιστημονικό διευθυντή του έργου, Δημήτρη Χριστοδουλίδη, σχεδιάζεται να ανέλθει η εμβέλειά του σε αρκετές εκατοντάδες μέτρα ή και περισσότερο.
Οι εξελίξεις αυτές έχουν ήδη αρχίσει να ενδιαφέρονται για το Πεντάγωνο, το οποίο ξεκίνησε τη χρηματοδότησή τους. Θεωρητικά, τέτοια «νήματα» λέιζερ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας οποιουδήποτε είδους, όπως τα μικροκύματα, σε σημαντικές αποστάσεις. Με απλά λόγια, μιλάμε για την ανάπτυξη μιας ισχυρής ενέργειας όπλα, που θα μπορούσε να κάψει τα ηλεκτρονικά ενός εχθρικού οχήματος μάχης με έναν μόνο παλμό από απόσταση δεκάδων χιλιομέτρων. Ο αμερικανικός στρατός εκτιμά πολύ υψηλά αυτές τις ελπιδοφόρες εξελίξεις, έχοντας διαθέσει επιχορήγηση 7,5 εκατομμυρίων δολαρίων για το αρχικό στάδιο της έρευνας.
Οι άνθρωποι ξέρουν ήδη πώς να διασκορπίζουν τα σύννεφα πάνω από την πόλη όταν είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί, για παράδειγμα, μια παρέλαση. Στη Ρωσία, τα σύννεφα διασκορπίζονται πάνω από τη Μόσχα πριν από την Ημέρα της Πόλης. Μέχρι πρόσφατα, μόνο οι σαμάνοι μπορούσαν να προκαλέσουν βροχόπτωση και κεραυνούς. Ωστόσο, εάν η μελέτη Αμερικανών επιστημόνων καταλήξει σε ένα πρωτότυπο που λειτουργεί στην πράξη, τότε θα είναι δυνατός ο έλεγχος του καιρού χωρίς «χορό με ντέφι». Πριν από τους Αμερικανούς και τους Ελβετούς, επιστήμονες από το Ισραήλ έθεσαν την ιδέα του ελέγχου του καιρού με ακτίνα λέιζερ. Οι φυσικοί από το Εβραϊκό Πανεπιστήμιο στην Ιερουσαλήμ πίστευαν ότι τα συστήματα λέιζερ θα μπορούσαν να αναλάβουν τη λειτουργία της κοσμικής ακτινοβολίας και να σχηματίσουν σύννεφα που θα επηρέαζαν το κλίμα της Γης. Σχεδίαζαν να εγκαταστήσουν τον απαραίτητο εξοπλισμό στον Ειρηνικό Ωκεανό. Αυτό όμως είναι άλλο Ιστορία...
Πηγές πληροφοριών:
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