Können Laser Gebäude durch Blitzschlag zu schützen?

Die standard-Beratung-Behörden bieten wenn Blitz beginnt zu Knistern über den Himmel für die Menschen Zuflucht in Gebäuden ist. Durch Blitzableiter auf dem Dach angebracht bieten elektrische Verdrahtung und Klempnerarbeit, die den Strom von Insassen und in den Boden, wesentliche Strukturen verweisen kann Schutz.

Aber was gibt es zu die Gebäuden selbst von mehr als 5 Milliarden Joule Energie in einem typischen Blitzeinschlag zu schützen, die genug Saft, um 100.000 Brotscheiben Toasten ist? Das Problem ist kein kleines — das Empire State Building in New York City wird von einem Blitz einen Durchschnitt von 25 Mal pro Jahr getroffen. Und Underwriters Laboratories berichtet, dass Blitz mehr als $ 1 Milliarde in Bauschäden in den USA jedes Jahr ausmacht.

Viele Gebäude installieren Blitzschutzanlagen direktem Blitz Energie in den Boden, die des Insurance Institute for Business und Home Sicherheit sagt, sehr effektiv bei der Verhinderung von Feuer und zerstörerische Überspannungen nach einem Streik sind.

Jetzt Forscher sagen, dass es möglicherweise eine schützende System der nächsten Generation, die Blitz vom Schlagen eines Gebäudes überhaupt verhindert. Ihre Geheimwaffe? Hochleistungs Laser.

Die Laser-Krieg gegen Blitzschlag

University of Arizona und der University of Central Florida optische Wissenschaftler sagen, dass diese Lichtstrahlen hochenergetische fokussierte Molekülen Elektronen in der Luft abstreifen können. Diese Moleküle ionisiert und hinterlässt eine Plasma-Kanal, der ein Blitzschlag als Weg des geringsten Widerstands sehen würde. Dies würde den Blitz anziehen und bieten eine Route, die es in den Boden nach unten folgen würden.

Ihre Gebäude Schutz Idee Sprossen aus einem US-Verteidigungsministerium Projekt sollen Laser für Fortgeschrittene, Langstrecken Luft Detection Systeme nutzbar zu machen.

Sie erkannten, dass für die Erkennung oder Blitzschutzsystem zu arbeiten, sie ein großes Hindernis müssten für hochintensive Laser abfeuern, in die Atmosphäre zu überwinden – so strahlen derzeit Stromausfall nach nur ein paar Zoll wegen atmosphärischen Turbulenzen und Wassertröpfchen in der Luft ausgesetzt.

Ihre Lösung war den hochintensive Laser eingebettet mitten in einem Strahl von geringerer Intensität sie nennen den Kleid-Strahl. Dies schafft eine virtuelle Filament in dem Kleid Strahl speist Strom ins Zentrum hoher Intensität helfen, konzentriert bleiben und überwinden Objekte, die sonst zu streuen führen würde.

Das Filament und "Kleid" für das Laserdesign, mit freundlicher Genehmigung der University of Arizona.

"Denken Sie an zwei Flugzeuge fliegen zusammen, ein kleinen Kampfjet durch einen großen Tanker begleitet", sagte Maik Scheller, University of Arizona Assistent Forschungsprofessor der optischen Wissenschaften, in einer Erklärung. "Genau wie das große Flugzeug den Kampfjet im Flug tankt und stark erstreckt sich sein Verbreitungsgebiet, unsere primäre, hochintensiven Laserpulses wird begleitet durch einen zweiten Laserpuls — der Kleid-Strahl – die bietet einer Konstante Energieversorgung, für den Energieverlust des primären Laserstrahls zu kompensieren, wie es weiter von seiner Quelle Reisen."

Ihre Arbeit, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Photonicsveröffentlicht wurde, erstreckte sich das hochintensive Laser-Entfernungs von 10 Zoll bis sieben Fuß im Labor. Verwenden Modelle, Scale-up ihre Innovation, glauben sie, sie könnten es bis 165 Fuß unter realen Bedingungen verlängern.

Lead-Bild: gary718/Shutterstock.

Dieser Beitrag erschien ursprünglich auf Txchnologist. Txchnologist ist ein digitales Magazin von GE, das erforscht die Welt der Wissenschaft, Technologie und Innovation vorgestellt.

Michael Keller ist Managing Editor von Txchnologist. Seine Wissenschaft, Technologie und internationale Berichterstattung Arbeit ist online und in Zeitungen, Zeitschriften und Bücher, darunter der grafischen Roman Darwins On the Origin of Species erschienen.