Évente négyezer embert ölnek meg a villámok – sci-fibe illő új módszerrel terelnék akolba őket

Beköszöntött a tavasz, és már túl is estünk néhány zivataros napon, ami jól mutatja, hogy megkezdődött a légkörben az energia felhalmozódása. A viharrajongók ennek örülnek, de a többség nem túlzottan van oda a csapkodó villámokért. Már csak azért sem, mert 

évente rengeteg kárt okoz a mennykő, amelyből egyébként másodpercenként 40-120 csap le (többségük az Egyenlítő vidékén), és legalább 4000 ember haláláért felel. 

Láthatjuk, Benjamin Franklin hiába találta fel már az 1750-es években a villámhárítót, a mai napig nem elegendő a védelem. De vajon van-e más lehetőség az épületek tetejére erősített fém rúd mellett arra, hogy megóvjuk magunkat és értékeinket az áramütéstől? Úgy tűnik, van.

A villámlás zivatarfelhőkhöz kötődik, sőt a zivatar a gyakori vélekedéssel ellentétben nem egyenlő a záporral, hanem magát a villámtevékenységet takarja. A villámok az elektromos töltések közötti különbségeket igyekeznek kiegyenlíteni, tehát feszültség szükséges kialakulásukhoz. A kiegyenlítődés a töltések mozgásával történik, ami könnyebben létrejön, ha van kedvező közeg is hozzá. A villámhárító ezt a célt szolgálja – a hegyes, jó vezetőképességű fémrúd valósággal vonzza a villámokat, és a nagy mennyiségű töltést kontrolláltan tereli a felszín irányába. 

A klasszikus villámhárító a már egyébként is létrejött kisülések ellen nyújt védelmet, de a múlt században arra is voltak kísérletek, hogy a felhőkből kipréseljék a villámokat akkor és ott, amikor és ahol nekünk biztonságos. Newman 1965-ben olyan rakétákat lőtt fel, amelyekre hosszú drótkötél volt erősítve. Tény, hogy a kísérlet sikeres volt, a rakéták villámlást generáltak a zivatarfelhő alatt, a dróthuzal pedig levezette azt a Föld felé, ugyanakkor nem reális, hogy mindezt lakott terület fölött is meg lehetne valósítani – arról nem is beszélve, hogy jóval drágább, mint Franklin megoldása. 

Még néhány évtizedet várni kellett, amíg megszületett a lézerterelés ötlete.

1999-ben próbálkoztak először ilyen kísérletekkel, később pedig terepen is tesztelték a technológiát, kisebb-nagyobb sikerrel. De hogyan is működik ez?

Mint írtuk, a hatékony villámtereléshez szükség van egy vezető közegre. A korábbi esetekben ez egy fémhuzal volt, manapság is ezeket látjuk a házak oldalán, a modern elgondolás szerint viszont 

lézernyalábbal egy néhány méter hosszú, alacsony sűrűségű folyosót hoznak létre a levegőben, ahol a gázt ionizálják és plazma állapotba hozzák, amely így nagyon hasonló lesz ahhoz, amilyen csatornában a villámok egyébként is közlekednek. 

A lézert tehát az ég felé irányítják, majd nagy energiájú nyalábot sugároznak vele, ez pedig egy rövid életű alagutat hoz létre, amelytől azt várják, hogy „meginvitálja” a villámokat. Persze minél hosszabbra sikerül egy ilyen csatorna, annál nagyobb az esély a sikerre, ugyanakkor annál nagyobb energiára is van szükség. 

Sci-finek tűnhet, de működik. 2021 nyarán kutatók egy svájci hegy tetején álló tévétorony tetejéhez költöztettek egy kísérleti állomást, ami egy lézerfény kibocsátására alkalmas eszközből és egy nagy sebességű kamerából állt. A Säntis-hegy tetején, 2502 méter magasan egy 124 méter magas torony áll, amely – nem meglepő – igencsak kitett a zivataroknak. Bő két hónapig folyt a kísérlet, ezalatt összesen nagyjából 6 órányi zivatartevékenységet regisztráltak. Hogy a torony már önmagában is milyen „vonzó”, jól mutatja, hogy tizenhatszor csapott bele a villám, ebből pedig négy esetben a lézer is működött. 

Ebből persze nem következik, hogy a lézeres megoldás működik, de van még néhány érdekes adat. A légkörfizika megkülönböztet pozitív és negatív kisüléseket, attól függően, hogy honnan hová tartanak a töltések. Míg a tornyot érő villámcsapások általában negatívak szoktak lenni, addig az összes, lézer jelenlétében történt kisülés pozitív volt. Ez azt jelenti, hogy 

a negatív töltések a torony felől indultak el a felhő irányába, tehát sikerült olyan villámokat generálni, amelyek maguktól nem feltétlen jöttek volna létre. 

Ezt támasztják alá a videófelvételek is, ahol látszik, hogy a villám a toronyból indul, majd a lézert követi egy darabon, ezután pedig tovább halad a felhő pozitív töltésű tartományai felé. 

Bár voltak már korábban is hasonló kísérletek, azok kudarcba fulladtak, mégpedig a kutatók szerint azért, mert nem jól választották meg a lézer paramétereit. Minél gyakoribb impulzusokban „lőnek”, annál tovább emlékeznek az ezáltal feltöltött oxigénmolekulák a lézer útjára.

Ezek már csak tudományos érdekességek, az viszont mindenki számára tanulság lehet, hogy a természet eme csodás, veszélyes és hatalmas fegyverét is sikerülhet valamelyest megzabolázni. Persze ha feltesszük magunknak a kérdést, hogy vajon mikor jöhet el az ideje, hogy minden veszélyeztetett épület tetején világítson egy lézercsóva, mennyire lesz ez drága, és mennyire okoz problémát a légi közlekedés számára, akkor sejthetjük, hogy még csak az út legelején járunk. Addig is használjuk tovább Franklin bácsi jól bevált vezetékeit!

Nyitókép: illusztráció – Fotó: milehightraveler/Getty Images