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Controlando relâmpagos com um feixe de laser

23.01.2023

O raio é um dos fenômenos mais energéticos da natureza, liberando milhões de volts em uma fração de segundo, o que pode ser devastador - falta de energia, incêndios, ferimentos e até a morte.

Por muito tempo, a melhor forma de se proteger dos raios foi considerada um para-raios - um enorme bastão de metal preso ao prédio mais alto. Esse design simples essencialmente extrai eletricidade e a guia com segurança para o solo. No entanto, um dos problemas é que esses pára-raios têm um alcance limitado - por exemplo, um pára-raios de 10 metros só pode proteger uma área com um raio de 10 metros ao seu redor. Ou seja, para proteger um grande edifício ou aeroporto, seria realmente necessário um pára-raios gigante. Mas parece que os cientistas encontraram uma maneira.

O físico Aurélien Houart, do Laboratório de Óptica Aplicada do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica em Paris, e seus colegas suportaram horas de atividade de tempestade para testar se um laser poderia desviar raios de uma infraestrutura crítica.

Os pesquisadores demonstraram a operação de um sistema novo e mais eficiente - na verdade, os cientistas aprenderam como desviar descargas elétricas usando um poderoso laser apontado para o céu.

De acordo com o autor do estudo, Jean-Pierre Wolf, um pára-raios a laser é um feixe de laser apontado para as nuvens durante uma tempestade - portanto, abre o caminho de menor resistência para a passagem da eletricidade. Além disso, um feixe de laser pode se estender muito mais do que um pára-raios e, portanto, proteger uma grande área.

Os cientistas explicam que, quando pulsos de laser de alta potência são emitidos para a atmosfera, filamentos de luz muito intensa são formados dentro do feixe. Eles permeiam as moléculas de nitrogênio e oxigênio que estão presentes no ar, que por sua vez liberam elétrons livres para se mover. Como resultado, o ar ionizado, também chamado de "plasma", torna-se um condutor elétrico.

Para demonstrar seu conceito, os cientistas desenvolveram um sistema de laser com potência média de 1 kW e pulsando cerca de mil vezes por segundo, liberando 1 joule de energia por pulso.

O sistema de laser foi instalado no topo de Zentis, que é a montanha mais alta dos Alpes suíços. Os cientistas observam que o laser foi instalado próximo à torre, que atrai anualmente cerca de cem raios.

Os pesquisadores observam que o laser foi apontado para o céu perto do topo da torre - o objetivo principal era tentar atrair o raio para o feixe antes que ele atingisse o pára-raios usual da torre. Durante o período de teste, os cientistas registraram quatro relâmpagos.

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