FoodPro Preloader

Rain-making lasere kan utløse dusjer på etterspørsel


Av Zeeya Merali Regndansen får en tjueførste århundres revolusjon ved hjelp av laserteknologi. Optiske fysikere har vist at skytelaser i luften kan utløse dannelsen av vanndråper, en teknikk som en dag kunne bidra til å stimulere nedbør. I mer enn 50 år har innsats for å forsøke å kunstig fremkalle regnet konsentrert seg om "skyseeding" - spredning av små partikler av sølvjodid i luften for å fungere som "kondensasjonskjerner", eller sentre rundt hvilke regndråper kan vokse. "Problem

Av Zeeya Merali

Regndansen får en tjueførste århundres revolusjon ved hjelp av laserteknologi. Optiske fysikere har vist at skytelaser i luften kan utløse dannelsen av vanndråper, en teknikk som en dag kunne bidra til å stimulere nedbør.

I mer enn 50 år har innsats for å forsøke å kunstig fremkalle regnet konsentrert seg om "skyseeding" - spredning av små partikler av sølvjodid i luften for å fungere som "kondensasjonskjerner", eller sentre rundt hvilke regndråper kan vokse. "Problemet er at det fortsatt ikke er klart at skyvedrift fungerer effektivt, sier den optiske fysikeren Jérôme Kasparian ved Universitetet i Genève, Sveits. "Det er også bekymringer for hvor trygt å legge sølvjodidpartikler i luften er for miljøet."

Kasparian og hans kolleger innså at det kan være et mer miljøvennlig alternativ. Fjerning av en laserstråle som består av korte pulser i luften ioniserer nitrogen- og oksygenmolekyler rundt strålen for å lage et plasma, noe som resulterer i en "plasmakanal" av ioniserte molekyler. Disse ioniserte molekylene kan virke som naturlige kondensasjonskjerner, forklarer Kasparian.

For å teste om denne teknikken kan forårsake dråper, sparket forskerne en kraftig laser gjennom et atmosfærisk skyskammer i laboratoriet som inneholdt mettet luft (se video). De opplyste kammeret ved hjelp av en annen standard lav-effekt laser, slik at de kunne se og måle eventuelle dråper produsert. Umiddelbart etter at laseren ble avfyrt, dråper som måler ca. 50 mikrometer bred dannet langs plasmakanalen. I løpet av de neste tre sekundene vokste dråpene i størrelse til 80 mikrometer da de mindre dråper samles sammen. Lagets resultater publiseres online i Nature Photonics .

Rainmaker maker~~POS=HEADCOMP

Det neste skrittet for Kasparian og hans lag var å ta teknikken utenfor. Forskerne har allerede erfaring med å bruke plasmakanaler for å modifisere været: i 2008 demonstrerte de at en stråle fra deres kraftige bærbare "Teramobile laser" kunne bli sparket i tordenskyger, som utløser en elektrisk utladning. Strålen var i stand til å nå målet uten å bli avbøyet fordi den genererte plasmakanalen endrer hastigheten som lyset beveger seg gjennom luften, og senker det ned i midten av strålen og fremskynder det på sidene. Dette medfører at strålen kontinuerlig selvfokuserer, og hjelper den til å opprettholde en høy intensitet over store avstander (se "Bendy laserstråle som skyves gjennom luften").

Denne gangen testet Kasparian og hans kolleger Teramobile-laseren over en rekke forskjellige netter og i forskjellige fuktighetsforhold. Igjen oppdaget de mengden kondensasjon som ble indusert ved å overvåke hvor mye lyset fra en andre laser var spredt av noen dråper. Ved lav luftfuktighet induserte ikke Teramobile-laseren dråper. Men da fuktigheten var høy, målte laget opptil 20 ganger mer spredning etter at Teramobile-laseren ble avfyrt enn før, sier Kasparian, som tyder på at kondensdråper dannes.

Roland Sauerbrey, en ekspert på laserfysikk ved FZD Dresden-Rossendorf Research Center i Dresden, Tyskland, sier at laget har potensial til å skape en "gjennombruddsteknologi". "Dette er første gang en laser har blitt brukt til å forårsake kondens ute, " sier han.

Teknikken er imidlertid fortsatt i sine tidlige stadier. "Vi kan bare skape kondens langs laserkanalen, så vi kommer ikke til å gå ut og lage regn i morgen, " forteller Kasparian. Han og hans team undersøker nå om de kan skape kondens over et bredere område ved å feie sin laser over himmelen.

Thomas Leisner, en atmosfærisk fysiker ved Karlsruhe Institute of Technology, Tyskland, forblir forsiktig med muligheten for å oppgradere teknikken på denne måten. "Jeg er skeptisk til at dette kan brukes til å utløse regn på etterspørsel, " sier han. Men han legger til at teknologien vil ha andre bruksområder. Forskerne skal nå kalibrere forholdet mellom mengden kondens som produseres av laseren og de rådende atmosfæriske forholdene, sier han. "De kunne bruke mengden kondens som ble produsert av deres laser som et mål for vannmetning for å kunne regne med muligheten for regn, " sier han.

Laseren ved 50: Fremmer vitenskapen gjennom stråler av sammenhengende lys

  1. 1Lasere demonstrerer kraften til å helbrede uten ardannelse
  2. 2Laser Trapping av nøytrale partikler
  3. 3Ray Guns Near Crossroads til slagmarken [Slide Show]
  4. 4Key Moments i lasers første halvdel