Bilim İnsanları, Lazer Kullanarak Şimşeklerin Yönünü Değiştirmeyi Başardı

Paratonerler, Benjamin Franklin’in 18. yüzyılda gerçekleştirdiği elektrik deneylerinden bu yana pek değişiklik göstermedi. Bu durum, mevcut yapılarının oldukça etkili olmasıyla ilgilidir. Genellikle metal bir kablo aracılığıyla doğrudan zemine bağlanan metal bir çubuktan oluşan bu basit ve ayarlanabilir boyuttaki cihazlar, çoğu zaman Güneş’in yüzeyinden beş kat daha sıcak olan yıldırımları güvenli bir şekilde toprağa yönlendirir. Elektrik yükü burada güvenli bir şekilde dağılır.

Ancak yıldırımlar, altyapılara her yıl milyarlarca dolar zarar verebilir. Bu nedenle İsviçre’deki bir araştırma ekibi, elektrik deşarjlarını hassas yapıları etkilemeyecek şekilde yönlendirmek için devrim niteliğinde bir yöntem geliştirmiştir. Bilim insanları, gök gürültülü bir fırtınanın merkezine son derece güçlü lazer ışınları göndermeyi önermektedir.

Dün Nature Photonics dergisinde detayları paylaşılan araştırmada, bilim insanları kısa bir süre önce İsviçre’nin Säntis Dağı’nın zirvesine 124 metrelik bir telekom kulesinin yanına bir lazer düzeni yerleştirmiştir. Yılda yüzlerce şimşek çakan bu yapı, deney için uygun bir yerdir. Geçtiğimiz yıl Temmuz ve Eylül ayları arasında lazerler, altı saatten fazla bir süre boyunca çeşitli fırtına hattına ışın göndermiştir. Araştırmacıların ölçümlerine göre, bu lazer darbeleri dört yukarı yönlü deşarjın seyrini etkilerken, yalnızca bir tanesi yüksek hızlı kameralar tarafından fotoğraflanacak kadar net bir şekilde gerçekleşmiştir. Bu örnek yıldırımın güzergahı, lazer ışınına doğru 50 metreye kadar sapmış gibi görünmektedir.

Sistem, lazerlerin Dünya’ya doğru yolculuk etmesi için daha elverişli bir güzergah oluşturabilme yeteneği sayesinde çalışmaktadır. Işın darbeleri, fırtına bulutlarına saniyede 1.000’den fazla kez ateşlenirken, etrafındaki hava kırılma endeksini değiştirir ve havanın moleküler yapısını iyonlaştıracak kadar sıkışıp yoğunlaşmasını sağlar. Ardından, hava moleküllerinden oluşan iyonlaşmış, düşük yoğunluklu bir hava kanalı hızla ısınır ve süpersonik hızlarda yayılır. Araştırmacılar tarafından tanımlanan “filamentler”, sadece birkaç milisaniye sürebilir, ancak çevredeki havaya göre sahip oldukları iletkenlik, yıldırım arkı için çok daha uygun bir güzergah oluşturur. İlk bulgular, bu lazer paratonerlerin saptırma aralığının, geleneksel metal paratonerlerden çok daha geniş olduğuna işaret etmektedir. Geleneksel metal paratonerler, görünürde çubuğun uzunluğunun yaklaşık iki katı genişliğinde bir alanı kapsar.

Ancak yeni sistemde bazı belirgin kusurlar da bulunmaktadır. Bunlardan biri, lazer atışlarının son derece parlak olması ve yakınlarda bulunan pilotlar için potansiyel bir tehlike oluşturabilmesidir; bu nedenle deneyin çalıştığı süre boyunca etrafındaki hava sahasının kapatılması gerekmektedir. Ayrıca, sistemin beş yıllık geliştirme süreci boyunca yaklaşık 2 milyon dolarlık bir maliyeti vardır. Lazer sisteminin ana üssü Säntis Dağı’nın zirvesine inşa edilirken, bu süreçte İsviçre’nin en büyük helikopteri kullanılmıştır. Tüm bunlar, çok düşük maliyetli karasal tabanlı paratonerlerin, banliyölerdeki evler için muhtemelen uygun olmadığı anlamına gelir.

Ancak bu sistem, genellikle yıldırım çarptıktan sonra ortalama bir evden çok daha fazla tamir masrafı gerektiren askeri üsler, yüksek yapılar ve uzay limanları gibi yerler için daha uygun maliyetli olabilir.