北京時間4月16日消息,據(jù)國外媒體報道,法國和美國的科學(xué)家日前稱,他們最近在高度為3200米的山峰上進(jìn)行了一次模擬試驗,利用高能激光裝置向經(jīng)過這里的雷暴發(fā)射激光脈沖,首次成功地在自然界中制造出人工閃電。
利用激光制造人工閃電
在最新一期出版的《光學(xué)快報》雜志上,法國里昂大學(xué)的科學(xué)家和美國的研究人員聯(lián)合公布了公布了他們的最新實驗情況。法國里昂大學(xué)的杰姆-卡斯帕里安是此次研究的負(fù)責(zé)人,他說,在著名的本杰明-富蘭克林風(fēng)箏實驗的現(xiàn)代版中,研究人員們在位于美國新墨西哥州高10500英尺(約3200米)的南伯帝峰頂端放置了一個移動激光器,并向2個經(jīng)過的雷暴發(fā)射激光脈沖,結(jié)果在云中產(chǎn)生了雷電活動。杰姆-卡斯帕里安說,“在此次新墨西哥實驗中,我們并沒有真正產(chǎn)生從空中延伸到地面的全面雷擊,不過果真創(chuàng)造出了云中電流的小型局部放電。這項工作展示了人工閃電中先期的閃光。這是使用激光束引發(fā)雷擊中最重要的第一步,我們首次在雷雨云中發(fā)出了閃電先兆。”
激光脈沖形成了空中大量的等離子絲極,或者分子的電離通道,從而扮演了類似延伸到雷雨云中導(dǎo)線的角色�?ㄋ古晾锇惭芯啃〗M使用的激光在等離子通道附近產(chǎn)生了小型局部放電,但是這種放電還不夠強(qiáng)大,因此無法形成將閃電一路引導(dǎo)至地面的長命的絲極。研究小組目前計劃增加激光脈沖的能量,以產(chǎn)生更多的閃電。傳說本杰明-富蘭克林為了了解閃電的原理,在暴風(fēng)天里,利用風(fēng)箏將鑰匙升到天上去吸引雷擊,不過這個實驗是否為他自己所做已無從考證。他運用掌握的電的知識發(fā)明了避雷針,從而保護(hù)了建筑物不被雷擊。
激光閃電武器威力巨大
激光不是科學(xué)家們用來產(chǎn)生人工閃電的首個方法,20世紀(jì)80年代,科學(xué)家們曾向雷雨云中發(fā)射過小型火箭,他們在火箭上纏繞了長長的電線,并將其與地面連接,以引發(fā)雷擊。科學(xué)家們還曾在實驗室中利用普通的微波爐生成過球狀閃電。故意引發(fā)雷擊有助于科學(xué)家們了解閃電形成的內(nèi)在機(jī)制,幫助工程師們測試閃電感應(yīng)的飛機(jī)和輸電線。最近幾年來,激光閃電開始被越來越多的國家運用在軍事領(lǐng)域,美國科學(xué)家在這方面走在世界的最前列。
此前在歐洲召開的光學(xué)年會上,美國科學(xué)家向世人展示了用激光產(chǎn)生帶電空氣從而制造閃電武器的可能性,其具體辦法是借助超高能量的、存在時間以飛秒計算(1飛秒等于一千萬億分之一秒)的激光做“引子”。美國新墨西哥大學(xué)閃電釋放現(xiàn)象專家讓-克勞德-狄爾斯說,飛秒激光能提供百萬億瓦的脈沖,將空氣離子化,使其變成云團(tuán)。用飛秒激光引出的閃電在目標(biāo)上空炸響后,會輻射出高強(qiáng)度的電磁脈沖,使半徑數(shù)十公里內(nèi)的飛機(jī)、雷達(dá)、電子計算機(jī)、電視機(jī)、電話、手機(jī)等幾乎所有的電子設(shè)備都無法正常工作,甚至對人造成難以恢復(fù)的嚴(yán)重物理損傷。如果目標(biāo)出現(xiàn)在空中,如發(fā)現(xiàn)敵軍戰(zhàn)機(jī),可以通過兩臺高能激光器配合。這兩個高能激光器,一臺射出高電位激光,同時從另一臺高能激光器射出低電位的接地激光,形成放電回路。這樣產(chǎn)生的高能量激光可以在瞬間擊中飛機(jī)、導(dǎo)彈等空中目標(biāo)。
用飛秒激光來控制閃電將大大促進(jìn)閃電武器的發(fā)展。因為與發(fā)射火箭不同,人們可以在短時間內(nèi)密集地反復(fù)發(fā)射激光。狄爾斯和他的同事們正集中精力研究閃電武器。他認(rèn)為,制造閃電武器的關(guān)鍵在于讓空氣離子化,即用激光生成帶電空氣通道。高能激光器的激光,將通過導(dǎo)電通道放電(閃電)并釋放出巨大能量。強(qiáng)大的電流、電磁脈沖和放電產(chǎn)生的聲波能對目標(biāo)產(chǎn)生破壞作用,破壞效果有如目標(biāo)受到雷擊一樣。
狄爾斯打算把這種飛秒激光發(fā)射器安裝在一輛小型卡車或貨車?yán)铮偷侥墚a(chǎn)生電子雷暴的地方。美國佛羅里達(dá)技術(shù)學(xué)院的閃電效果研究員約瑟夫-杜耶爾指出,除了國家科學(xué)基金的撥款外,他們從事的閃電科學(xué)研究還得到了美國國防部的資金援助