Não tente fazer isso em casa, mas lançar um laser para o céu pode evitar raios, de acordo com um novo estudo de uma equipe de cientistas que experimentou os lasers no topo de uma montanha suíça onde fica uma grande torre de telecomunicações de metal.
O físico Aurélien Houard, do Laboratório de Óptica Aplicada do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica em Paris, e seus colegas resistiram a horas de atividade de tempestade para testar se um laser poderia guiar os raios para longe da infraestrutura crítica. A torre de telecomunicações é atingida por raios cerca de 100 vezes por ano.
Isso é semelhante ao número de relâmpagos que atingem o planeta Terra ou crepitam entre as nuvens a cada segundo. Coletivamente, esses ataques podem causar bilhões de dólares em danos a aeroportos e plataformas de lançamento, sem falar nas pessoas.
Nossa melhor proteção contra raios é uma haste de Franklin, nada mais que um pináculo de metal inventado no século 18 por Benjamin Franklin, que descobriu que raios são raios elétricos em zigue-zague. Essas hastes se conectam a cabos de metal que descem de edifícios e se ancoram na Terra, trabalhando para dissipar a energia do raio.
Houard e seus colegas queriam criar uma maneira melhor de se proteger contra raios, combatendo a eletricidade com luz.
“Embora este campo de pesquisa esteja muito ativo há mais de 20 anos, este é o primeiro resultado de campo que demonstra experimentalmente raios guiados por lasers”, escrevem eles em seu artigo publicado.
Com um aumento de eventos climáticos extremos impulsionados pelas mudanças climáticas no radar, a proteção contra raios está se tornando cada vez mais importante.
A campanha experimental ocorreu no verão de 2021 na montanha Säntis, no nordeste da Suíça. Pulsos de laser curtos e intensos foram lançados nas nuvens durante uma série de tempestades e desviaram com sucesso quatro descargas elétricas ascendentes da ponta da torre.
Outros 12 relâmpagos atingiram a torre durante os períodos de tempestade em que o laser estava inativo.
Em uma ocasião, quando o céu estava claro o suficiente para capturar a ação em duas câmeras separadas de alta velocidade, um raio foi registrado seguindo o caminho do laser por 50 metros (164 pés).
Os sensores da torre de telecomunicações também registraram os campos elétricos e os raios-X gerados para detectar a atividade do raio e corroborar seu caminho, que você pode ver reconstruído no vídeo abaixo.
Para uma ideia apresentada pela primeira vez em 1974 e testada extensivamente em laboratório, é emocionante vê-la finalmente funcionar conforme projetada no mundo real. Vários testes de campo anteriores, um no México e outro em Cingapura, não conseguiram encontrar nenhuma evidência de que os lasers pudessem desviar os raios.
“Esses resultados preliminares devem ser confirmados por campanhas adicionais com novas configurações”, escrevem Houard e colegas.
Enquanto os pesquisadores ainda estão descobrindo por que os lasers funcionaram em seus testes, mas não em experimentos anteriores, eles têm algumas ideias. O laser Houard e seus colegas usaram disparos de até mil pulsos por segundo, muito mais rápido do que outros lasers usados, permitindo que o feixe verde interceptasse todos os precursores de raios que se formavam acima da torre.
Mas os eventos de laser registrados apenas pareciam desviar relâmpagos positivos, que são produzidos por uma nuvem carregada positivamente e geram ‘líderes’ ascendentes carregados negativamente.
Então, como isso funciona?
Como Houard e seus colegas explicam em seu artigo, o laser enviado para o céu muda as propriedades de curvatura da luz do ar, fazendo com que o pulso do laser encolha e se intensifique até começar a ionizar as moléculas de ar. Este processo é chamado de filamentação.
As moléculas de ar são rapidamente aquecidas ao longo do caminho do laser, absorvendo sua energia e depois expelidas em velocidade supersônica. Isso deixa para trás canais de ‘vida longa’ de ar menos denso que oferecem um caminho para descargas elétricas.
“Em altas taxas de repetição do laser, essas moléculas de oxigênio carregadas de longa duração se acumulam, mantendo uma memória do caminho do laser” para o raio seguir, escrevem os pesquisadores.
Descargas elétricas de metros de comprimento foram direcionadas por lasers no laboratório, mas esta é a primeira vez que a técnica funcionou em uma tempestade. As condições do laser foram ajustadas para que o início do comportamento filamentoso começasse logo acima da ponta da torre.
“Este trabalho abre caminho para novas aplicações atmosféricas de lasers ultracurtos e representa um importante passo no desenvolvimento de uma proteção contra raios baseada em laser para aeroportos, plataformas de lançamento ou grandes infraestruturas”, concluem Houard e seus colegas.
Publicado em 22/01/2023 08h20
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