Nel primissimo esperimento nel mondo reale di questo tipo, gli scienziati sono riusciti a controllare il percorso dei fulmini nel cielo, grazie a un laser che si accende rapidamente che potrebbe essere utilizzato per proteggere le infrastrutture dai danni causati da un temporale.
L’esperimento è stato condotto nel 2021 da un gruppo di circa 25 ricercatori del Progetto Laser Lightning Rod (LLR).un’iniziativa su base europea che è stata lanciata con l’obiettivo di sviluppare un sistema laser per controllare i fulmini.
In astratto dal 2021 descrivendo il progetto, gli scienziati hanno affermato che un raggio laser sufficientemente intenso dovrebbe funzionare proprio come un filo metallico, costringendo il fulmine a percorrere il suo percorso.
Per dimostrare questa teoria, hanno creato un laser ad alta potenza da 2 milioni di euro in grado di emettere 1.000 impulsi ad alta energia al secondo, che hanno poi testato vicino alla torre delle telecomunicazioni Säntis nelle Alpi svizzere. Si stima che la torre venga colpita da un fulmine circa 100 volte l’anno.
Lì, in oltre 10 settimane di osservazione e oltre sei ore di temporali tra luglio e settembre 2021, la torre è stata colpita da almeno 16 fulmini, con quattro fulmini che si sono abbattuti mentre il laser era attivo.
In un caso registrato da telecamere ad alta velocità grazie alle condizioni di cielo sereno, un fulmine ha seguito l’esatta linea retta del raggio laser per circa 50 metri, dimostrando che la tecnologia ha funzionato proprio come previsto.
Nel caso dei tre fulmini che le telecamere non sono riuscite a catturare a causa del tempo nuvoloso, i ricercatori hanno esaminato le onde radio emesse dal fulmine e hanno scoperto che i colpi avevano nuovamente seguito il percorso creato dal laser.
I risultati dell’esperimento in cima alla montagna sono stati pubblicati in Fotonica della natura questa settimana.
Parafulmine hi-tech
Gli scienziati hanno cercato di sfruttare la potenza dei fulmini per più di 20 anni, ma è la prima volta che i laser si sono dimostrati efficaci nel combattere la carica elettrica dei fulmini in uno scenario reale.
La tecnologia antifulmine più comune attualmente utilizzata in tutto il mondo è il parafulmine, un palo metallico lungo un metro radicato nel terreno.
A causa della loro altezza limitata, le aste metalliche non possono essere utilizzate per proteggere grandi aree come aeroporti e piattaforme di lancio di razzi.
Un raggio laser a fuoco rapido come quello utilizzato nell’esperimento delle Alpi svizzere, invece, sarebbe in grado di coprire queste aree e infrastrutture più ampie, intercettando i fulmini in alto nel cielo.
Emettendo intense raffiche di luce infrarossa nel cielo a 1.000 volte al secondo, il laser del progetto LLR crea un percorso di minor resistenza per i fulmini, strappando elettroni dalle molecole d’aria e formando un canale di aria ionizzata a bassa densità.
Mentre l’obiettivo principale della ricerca è quello di utilizzare un giorno questa tecnologia per proteggere meglio noi e la nostra infrastruttura dai fulmini, gli alti costi del raggio laser prodotto dal progetto LLR rendono improbabile che ciò accada nell’immediato futuro.
Il ricercatore capo Aurélien Houard, fisico del Laboratorio di ottica applicata di Parigi, ha dichiarato a Nature che il fatto che il laser del progetto sia, finora, unico nel suo genere significa che ci vorrà del tempo per rendere la tecnologia più economica e più pratica.
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