美國科研人員欲借激光在雲團製造風暴閃電

新浪科技訊 北京時間24日消息，據國外媒體報導，美國研究人員開發出一種新技術，通過向雲團發射激光，生成風暴和閃電。該技術借助“雙激光”刺激雲團中的粒子。研究人員希望這項技術有一天可以用來創造暴風雨，甚至是根據指令生閃電。

美國中佛羅里達大學光學和光子學學院，以及亞利桑那大學的研究人員開發的這項新技術，通過向雲團發射高能激光束人工降雨，或者是激發閃電。他們發現這項技術成功的關鍵是讓第二道激光束圍繞在第一道激光束周圍，把它當作一個儲能器，比以前更大距離地支持中央激光束。這個次要“裝點”束負責為高強度的主光束提供能量補給，並防止它消散，如果單憑主光束自己，它會很快消散。有關這個項目“外部增益光學纖維(Externally refueled optical filaments)”的一份報告最近發表在《自然光子學》雜誌上。

雲團中的水冷凝和閃電活動與大量靜電帶電粒子息息相關。借助正確類型的激光刺激這些粒子，可能是未來根據需要在特定時間和特定地點呼風喚雨的關鍵。光學和激光教育研究中心(CREOL)研究生馬修-米爾斯稱，目前激光已經能夠傳送很遠距離，但是“當激光束變得足夠強時，它的行為就會與通常情況下有很大不同，它會向內自行坍塌”。他：“這種坍塌變得是如此強烈，以至於空氣中的氧和氮裏的電子被撕掉，形成等離子體。”此時，等離子體立刻會努力向回傳輸光束，這導致傳輸和坍塌的超短波激光脈衝之間發生衝突。這種衝突被稱之為“成絲作用”，併產生絲狀體，或稱“光絲”，它會在空中傳播一段時間，直到空氣的性質促使光束消散。

米爾斯：“因為絲狀體會在移動期間在它的蹤跡裏留下受激電子，人工創造雨和閃電形成所需的環境。”其他研究人員已經在雲團裏生“電活動”，但是還未生成閃電。該科研組目前正在尋找一種可以直接把光束髮射到雲團裏，不會被閃電擊成碎片的方法。研究人員：“有這樣一種可以讓我們生任意長度的‘絲狀延伸電纜(filament extension cable)’的捷徑，將是一件令人非常開心的好事情。事實證明，如果你用一個較大的、低強度、油炸圈形狀的‘裝點’光束圍繞在這個絲狀體周圍，並向內側慢慢移動，你就能生任意長度的絲狀延伸電纜。我們有了可以控制絲狀體長短的方法以后，我們就能從遠方創造暴風雨形成所需的環境。最終你就能通過這種概念，在很大範圍內人工控制雨和閃電。”

迄今為止，米爾斯和他的研究生同事阿利-米裏已經把脈衝從10英寸(25.4厘米)延長到大約7英尺(213.36厘米)。他們正在努力把這種絲狀物延伸更長一些。德梅特裏奧斯-克里斯托多裏德斯與這兩名研究生一起進行了上述研究，他：“這項工作最終將會導致超長光誘導絲或等離子體通道誕生，而在正常情況下，這些是不可能發生的。從理論上來，這種裝點性絲狀體可以傳播超過50米，因此它將會有很多種應用途徑。這個光絲家族也許有一天可以用來有選擇性地引導微波信號沿很長的等離子體通道運行，這些通道或許有幾百米長。”這項技術其他的可能性應用包括，用於遠距離感測器和用來確定化學成分的分光計。(孝文)