Un potente laser può reindirizzare i fulmini

In cima al monte Säntis in Svizzera, i ricercatori hanno installato un potente laser a infrarossi accanto a una torre di telecomunicazioni con un parafulmine (nella foto) nella speranza di catturare un fulmine. Il laser verde in questa foto è stato utilizzato per contrassegnare il percorso del laser a infrarossi.

TRUMP, Martin Stollberg

Di Maria Temming

16 gennaio 2023 alle 11:00

Come il martello high-tech di Thor, un potente laser può afferrare un fulmine e deviarne il percorso attraverso il cielo.

In un esperimento in cima a una montagna, un laser di questo tipo ha piegato un fulmine verso un parafulmine, riferiscono i ricercatori online il 16 gennaio su Nature Photonics. Gli scienziati hanno già utilizzato i laser per gestire l'elettricità in laboratorio, ma questa è la prima dimostrazione che la tecnica funziona nelle tempeste del mondo reale e un giorno potrebbe portare a una migliore protezione contro i fulmini.

La tecnologia antifulmine più comune oggi è il classico parafulmine, un palo metallico lungo diversi metri radicato al suolo. La conduttività del metallo attira fulmini che altrimenti potrebbero colpire edifici o persone vicini, alimentando l'elettricità in modo sicuro nella terra. Ma l'area protetta da un parafulmine è limitata dall'altezza del parafulmine.

"Se vuoi proteggere una grande infrastruttura, come un aeroporto o una piattaforma di lancio per razzi o un parco eolico... allora avrai bisogno, per una buona protezione, di un parafulmine di chilometri o centinaia di metri", dice Aurélien Houard, un fisico presso l'Institut Polytechnique de Paris a Palaiseau, in Francia. Un palo metallico così alto sarebbe poco pratico. Ma un laser potrebbe arrivare così lontano, intercettando fulmini distanti e facendoli precipitare su aste metalliche a terra.

Houard e i suoi colleghi hanno testato questa idea in cima al monte Säntis, nella Svizzera nordorientale. Hanno installato un laser ad alta potenza vicino a una torre delle telecomunicazioni sulla cui punta è montato un parafulmine che viene colpito da un fulmine circa 100 volte all'anno. Il laser è stato puntato verso il cielo per circa sei ore in totale durante i temporali da luglio a settembre 2021.

Il laser emetteva brevi e intensi lampi di luce infrarossa verso le nuvole circa 1.000 volte al secondo. Questo treno di impulsi luminosi ha strappato gli elettroni dalle molecole dell’aria e ne ha allontanate alcune, ritagliando un canale di plasma carico a bassa densità. Un po' come aprire un sentiero nel bosco e stendere il marciapiede, questa combinazione di effetti ha reso più facile il flusso della corrente elettrica lungo questo percorso (SN: 5/3/14). Ciò ha creato un percorso di minor resistenza per i fulmini da seguire attraverso il cielo.

La squadra di Houard ha sintonizzato il laser in modo che formasse questo percorso elettricamente conduttivo appena sopra la punta della torre. Ciò ha permesso al parafulmine della torre di intercettare un fulmine catturato dal laser prima che scendesse fino all'attrezzatura laser.

La torre è stata colpita da un fulmine quattro volte mentre il laser era acceso. Uno di questi attacchi è avvenuto in un cielo abbastanza limpido, consentendo a due telecamere ad alta velocità di catturare il momento. Quelle immagini mostravano i fulmini che scendevano a zigzag dalle nuvole e seguivano la luce laser per circa 50 metri verso il parafulmine della torre.

Per tracciare i percorsi dei tre fulmini che non potevano vedere, i ricercatori hanno osservato le onde radio emesse dai fulmini. Quelle onde radio hanno mostrato che i tre colpi seguivano il percorso del laser molto più da vicino rispetto ad altri colpi avvenuti quando il laser era spento. Ciò suggeriva che il laser guidasse questi tre colpi anche sul parafulmine.

"È un vero risultato", afferma Howard Milchberg, un fisico dell'Università del Maryland a College Park non coinvolto nel lavoro. "Le persone hanno cercato di farlo per molti anni." L'obiettivo principale degli scienziati nel piegare i fulmini alla loro volontà è aumentare la sicurezza, afferma. Ma "se mai questa cosa diventasse davvero, davvero efficiente, e la probabilità di guidare una scarica aumentasse ben oltre quello che è ora, potrebbe potenzialmente essere utile anche per caricare le cose."

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