הידען - Hayadan

לייזר, ברקים והמדענים שביניהם

ד"ר רועי צזנה ·

Summary: צוות מדענים אירופאי יצר בפעם הראשונה פעילות חשמלית בענני סופה, על-ידי ירי של לייזר עוצמתי לתוך הסופה בראש הר סואת' באלדי בניו-מקסיקו, חוקרים ירו פעימות לייזר לתוך עננים, ויצרו קורי פלסמה המוליכים חשמל. בניגוד לדיעה הציבורית המקובלת, הם לא עשו את זה כדי להידמות לפרנקנשטיין. לפחות, כך הם טוענים. דרך חדשה ליצירת ברקים לפי דרישה תוכל להביא למחקר משופר של המנגנונים בהם נוצרים הברקים, שאינם ידועים עד היום. מכות ברקים…

צוות מדענים אירופאי יצר בפעם הראשונה פעילות חשמלית בענני סופה, על-ידי ירי של לייזר עוצמתי לתוך הסופה

בראש הר סואת' באלדי בניו-מקסיקו, חוקרים ירו פעימות לייזר לתוך עננים, ויצרו קורי פלסמה המוליכים חשמל. בניגוד לדיעה הציבורית המקובלת, הם לא עשו את זה כדי להידמות לפרנקנשטיין. לפחות, כך הם טוענים. דרך חדשה ליצירת ברקים לפי דרישה תוכל להביא למחקר משופר של המנגנונים בהם נוצרים הברקים, שאינם ידועים עד היום. מכות ברקים יזומות יאפשרו גם למהנדסים דרך לבדוק את העמידות של מטוסים ומבנים רגישים, כמו קווי מתח, לברקים.
הלייזר הפעימתי מפלח את האוויר ויוצר קורים רבים של פלסמה – תעלות באוויר המכילות -מולקולות מיוננות. קורי הפלסמה מתפקדים למעשה כחוטים מוליכים המשתרעים אל תוך ענני הסופה. הרעיון הבסיסי כל-כך פשוט שהוא הוצע כבר לפני 30 שנה, אך הלייזרים באותן השנים לא היו חזקים מספיק, ותעלות הפלסמה שהם יצרו היו קצרות מאד. קבוצתו של ג'רום קספריאן מאוניברסיטת ליון בצרפת פיתחה לייזרים חזקים יותר שעשויים לשנות את התמונה.

קספריאן ועמיתיו השתתפו בפרוייקט טראמובייל – תכנית בינלאומית שיזמו במשותף המרכז הלאומי למחקר מדעי בצרפת והמוסד הגרמני למחקר – והצליחו להרכיב מתקן נייד המסוגל לירות פעימות לייזר מהירות ועוצמתיות. הם בחרו לבחון את הלייזר שלהם במעבדת לנגמויר בניו-מקסיקו, היושבת על ראש הר סאות' באלדי בגובה של יותר מ- 3000 מטר. מעבדה זו היתה מותאמת במיוחד לניסוי זה בשל מיקומה על ראש ההר, שמקנה לה קרבה יתרה לענני הסופה הגבוהים.

במהלך הניסויים על ראש ההר כימתה הקבוצה את הפעילות החשמלית בעננים לאחר שיחרור פעימות הלייזר. ניתוח סטטיסטי של המידע הראה שהלייזר אכן הגביר את הפעילות החשמלית בענני הסופה אליהם כוון. החוקרים למעשה יצרו פריקות מטען מקומיות במקומות בהם נוצרו תעלות הפלסמה.

אך האם נוצרו ברקים של ממש, שהתפרשו מן העננים אל האדמה? עדיין לא. החוקרים מודים כי גם תעלות הפלסמה הארוכות שנוצרו לא הצליחו לשרוד מספיק זמן כדי להוליך את הברק לאדמה. התעלות התפוגגו לפני שהברק יכול היה לעבור יותר מכמה מטרים לאורכן. הקבוצה בודקת עתה דרכים להגדיל את עוצמת פעימות הלייזר פי עשר, ולהשתמש במטחי-פעימות על-מנת לייעל את יצור הפלסמה.

למרות שהקהיליה המדעית עוסקת בחקר מכות ברקים כבר מאז ימיו של בנג'מין פרנקלין, טרם נמצא הסבר מלא לתופעה. מדענים הצליחו ליצור ברקים כבר בשנות ה- 70 של המאה העשרים, על-ידי ירי של טילים קטנים לתוך ענני סופה, אליהם היו מחוברים חוטים מוליכים ארוכים שנגעו בצידם השני בקרקע. רק חמישים אחוז מהטילים המשוגרים הצליחו הלכה למעשה להביא למכת ברק. השימוש בטכנולוגיית הלייזר יהפוך את 'יצור הברקים' למהיר יותר, יעיל יותר וזול יותר, וצפוי לפתוח את השער למספר שימושים וישומים חדשים.