สายล่อฟ้าถูกนำมาใช้เพื่อนำทางฟ้าผ่ามานานหลายศตวรรษแล้ว แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นบางสิ่งที่ล้ำหน้ากว่าสายล่อฟ้าแบบแท่งโลหะทั่วไปเล็กน้อย
รูปที่ 1. การใช้สายล่อฟ้าเลเซอร์ (อ้างอิง: Newatlas)
นี่คือการใช้สายล่อฟ้าเลเซอร์ (Laser Lightning Rod: LLR) เพื่อใช้เป็นตัวนำทางหรือการล่อฟ้าผ่า โดยการใช้แสงเลเซอร์กำลังสูงยิงขึ้นไปบนท้องฟ้าเพื่อเป็นการเบี่ยงเบนสายฟ้า ซึ่งทำหน้าที่เป็นสายล่อฟ้าที่ปกป้องพื้นที่ที่กว้างขึ้นจากการจู่โจมที่เป็นอันตราย
ฟ้าผ่าเป็นหนึ่งในเหตุการณ์ทางธรรมชาติที่ทรงพลังที่สุด ปล่อยไฟฟ้าหลายล้านโวลต์ในเสี้ยววินาที ซึ่งแน่นอนว่าสามารถทำลายล้าง สร้างความเสียหายแก่อาคารหรือไฟไหม้ที่ทำให้บาดเจ็บและเสียชีวิตได้
เป็นเวลาหลายศตวรรษที่การป้องกันฟ้าผ่าที่ดีที่สุดของเราคือสายล่อฟ้า ซึ่งเป็นแท่งโลหะธรรมดาที่ติดกับอาคารสูงที่ดึงดูดกระแสไฟฟ้าและนำมันลงสู่พื้นอย่างปลอดภัย แต่การใช้งานก็มีช่วงจำกัดของสายล่อฟ้าอยู่ที่ประมาณ 10 เมตร โดยสามารถป้องกันพื้นที่เพียง 10 เมตร รอบๆตัวมันเอง เพื่อป้องกันอาคารขนาดใหญ่อย่างเช่นสนามบินหรือฟาร์มกังหันลม จึงจำเป็นต้องใช้สายล่อฟ้าขนาดใหญ่
ขณะนี้ นักวิจัยในยุโรปได้สาธิตระบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งใช้สายล่อฟ้าเลเซอร์โดยการฉายแสงเลเซอร์ไปยังเมฆในช่วงพายุเพื่อสร้างเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดสำหรับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน และสามารถขยายได้ไกลกว่าสายล่อฟ้าแบบโลหะทั่วไป
รูปที่ 2. การใช้สายล่อฟ้าเลเซอร์ (อ้างอิง: Newatlas)
ฌองปิแอร์ วูล์ฟ (Jean-Pierre Wolf) ผู้ศึกษากล่าวว่า เมื่อมีการปล่อยพัลส์เลเซอร์กำลังสูงออกสู่ชั้นบรรยากาศ ลำแสงของแสงที่มีความเข้มมากจะก่อตัวขึ้นภายในลำแสง ทำให้โมเลกุลของไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งจะปล่อยอิเล็กตรอนอิสระเพื่อเคลื่อนที่ อากาศที่แตกตัวเป็นไอออนนี้เรียกว่า พลาสมา (Plasma) ซึ่งจะกลายเป็นตัวนำไฟฟ้า เพื่อแสดงให้เห็นถึงแนวคิดนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาระบบเลเซอร์ใหม่ที่มีกำลังเฉลี่ย 1 กิโลวัตต์ ที่ส่งเป็นจังหวะประมาณ 1,000 ครั้งต่อวินาที ในขณะที่ปล่อยพลังงานหนึ่งจูลต่อพัลส์ สิ่งนี้ถูกสร้างขึ้นบนยอดเขาซานติส (Säntis) ในเทือกเขาแอลป์ของสวิส ใกล้กับหอคอยที่ดึงดูดฟ้าผ่าประมาณ 100 ครั้งทุกปี
ระหว่างเดือนมิถุนายนถึงกันยายนปี ค.ศ. 2021 ทีมงานได้ทดสอบระบบในช่วงที่มีพายุพัดผ่านพื้นที่ เลเซอร์ถูกฉายขึ้นไปบนท้องฟ้าใกล้กับยอดหอคอย เพื่อพยายามล่อให้ฟ้าผ่าไปที่ลำแสงก่อนที่มันจะมาถึงสายล่อฟ้าปกติของหอคอย ในช่วงฤดูร้อนนั้น เกิดฟ้าผ่า 4 ครั้ง กระทบหอคอยขณะที่เลเซอร์เปิดอยู่ และแน่นอนว่ามันทำให้สายฟ้าเกิดการเบี่ยงเบน
เราพบจากเหตุการณ์ฟ้าผ่าเลเซอร์ครั้งแรก ว่าสามารถติดตามลำแสงได้เกือบ 60 เมตร ก่อนถึงหอคอย ซึ่งจะเป็นการเพิ่มรัศมีของพื้นผิวป้องกันจาก 120 เมตร เป็น 180 เมตร ฌองปิแอร์กล่าว
แนวคิดของการใช้เลเซอร์เป็นสายล่อฟ้ามีมานานแล้วและได้แสดงให้เห็นในการทดลองในห้องปฏิบัติการ แต่ทีมงานกล่าวว่านี่เป็นครั้งแรกที่มีการสาธิตในโลกแห่งความเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆได้เสนอว่าคานแทรคเตอร์กราฟีน (Graphene Tractor Beams) จะสามารถทำงานได้ดียิ่งขึ้น แต่นั่นจะต้องมีการตั้งค่าที่ซับซ้อนมากขึ้น
เป้าหมายสุดท้ายของโครงการนี้คือการใช้เลเซอร์เพื่อขยายอิทธิพลของสายล่อฟ้าจาก 10 เมตร ให้สามารถขยายออกไปได้ไกลถึง 500 เมตร ทีมงานกล่าว งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร (Nature Photonics)
อ้างอิง: Newatlas
Hi there to all, for the reason that I am genuinely keen of reading this website’s post to be updated on a regular basis. It carries pleasant stuff.