احضار باران در ابرها با لیزرهای غول‌پیکر

با همکاری دانشمند ایرانی محقق شداحضار باران در ابرها با لیزرهای غول‌پیکرمحققان کالج «اپتیک و فتونیک» دانشگاه فلوریدای مرکزی و دانشگاه آریزونا با همکاری محمدعلی میری، روش جدیدی را برای هدف‌گیری پرتو لیزر پرانرژی به درون ابرها با هدف باران‌زایی یا ایجاد صاعقه طراحی کرده‌اند.

در این شیوه، یک پرتو دوم که به عنوان مخزن انرژی عمل می‌کند، پرتویی را احاطه می‌کند و موجب اشاعه پرتو مرکزی تا مسافت‌های بیشتر از آنچه پیش‌تر ممکن بود، می‌شود.

پرتو «پوشش» ثانوی، سوخت‌رسانی مجدد کرده و مانع از پراکندگی پرتو پر شدت اولیه می‌شود؛ پرتو نخست به تنهایی می‌تواند به سرعت شکسته شود.

تراکم آب و فعالیت الکتریسیته در ابرها با مقادیر بالای ذرات باردار استاتیک مرتبط است و تحریک‌ کردن این ذرات با نوع مناسب لیزر، کلید احضار باران در مکان و زمان مورد نیاز است.

لیزرها می‌توانند مسافت‌های طولانی را طی کنند اما زمانی که پرتو لیزری به اندازه کافی شدید می‌شود، متفاوت از حالت معمول عمل می‌کند و از درون فرو می‌ریزد.

این فروریختگی به حدی شدید می‌شود که الکترون‌های موجود در نیتروژن و اکسیژن هوا استثمار و برای خلق پلاسما مورد استفاده قرار می‌گیرند. پلاسما اساسا سوپی از الکترون‌هاست.

در این نقطه، پلاسما بلافاصله در تلاش برای پخش‌کردن دوباره پرتو به بیرون است و موجب تنش بین گسترش و فروریزش یک پالس لیزر فوق کوتاه می‌شود.

این تنش «رشته شدگی» نام دارد و رشته یا رشته نوری ایجاد می‌کند که فقط برای مدتی و تا زمانی که ویژگی‌های هوا این پرتو را منکسر کند، منتشر می‌شود. چون یک رشته «T» الکترون‌های برانگیخته را به هنگام حرکت تولید می‌کند، به صورت مصنوعی شرایط لازم برای رخداد باران و برق را می‌کارد.

دانشمندان دریافتند با پیچاندن یک پرتو پوششی بزرگ با شدت پایین و دونات‌ مانند به اطراف این رشته و حرکت‌دادن آرام آن به درون، می‌توان بسط مصلحتی را انجام دهد.

میلز در این رابطه گفت: چون ما با شیوه خود بر طول رشته کنترل داریم، می‌توانیم شرایط لازم برای یک باران را از راه دور بکاریم و در نهایت می‌توانیم باران و برق را با چنین ایده‌هایی به صورت مصنوعی کنترل کنیم.

تاکنون میلز و همکارش علی میری توانسته‌اند طول پالس را از 25 سانتیمتر به دو متر برسانند و اکنون در حال بسط‌ دادن بیشتر رشته هستند.

به گفته پروفسور دمتریوس کریستودولیدس، همکار حاضر در این پروژه، چنین موضوعی می‌تواند در نهایت، به رشته‌های فوق‌بلند برانگیخته‌شده به صورت نوری یا کانال‌های پلاسمایی بیانجامد که تحت شرایط نرمال قابل تولید نیستند.

چنانچه چنین رشته‌های ملبسی بتوانند بیش از 50 متر یا بیشتر انتشار یابند، دارای کاربردهای فراوانی خواهند بود. این خانواده رشته‌های نوری روزی می‌تواند در هدایت سیگنال‌های میکروموج در طول کانال‌های بسیار طولانی پلاسما و شاید برای صدها متر به کار روند. دیگر کاربرد ممکن نیز می‌تواند در حسگرهای مسافت دور و طیف‌سنج‌ها برای شناسایی ترکیبات شیمیایی باشد.

گفته می‌شود وزارت دفاع آمریکا 7.5 میلیون دلار به توسعه این فناوری اختصاص داده و جزئیات آن در مجله Nature Photonics منتشر شده است.(ایسنا)