استخدم الفيزيائيون أشعة الليزر لتعديل مسار التفريغ الكهربائي في المختبر. إنهم يعتقدون أنه يمكن توسيع نطاق عملهم لوقف الصواعق التي تشعل الحرائق ، وبدلاً من ذلك يعيدون توجيهها إلى الأمان ، فضلاً عن وجود تطبيقات طبية.
أشعة الجرار (حزمة افتراضية من الطاقة يمكن استخدامها لتحريك الأجسام مثل السفن الفضائية أو تثبيتها ، وظهرت في أفلام الخيال العلمي) ليست مجرد جهاز مؤامرة خيال علمي تستخدمه قوى الشر للقبض على سفن الفضاء للأبطال الشجعان ، قبل هروبهم في اللحظة الأخيرة. لقد صنع الدكتور فلادلين شفيدوف من الجامعة الوطنية الأسترالية سابقًا أشعة ليزر مجوفة ، ووضع بقعة في مركز الشعاع بحيث يصبح كل شيء خلفه مظلمًا. يمكن التحكم في الجسيمات المحتبسة في مثل هذه الحزم ، بما في ذلك سحب العناصر نحو مصدر الحزمة. من خلال القيام بذلك ، سمحت تقنية شيفدوف لعوارض الجرارات بالعمل عبر مسافات تزيد بمقدار 100 مرة عن الجهود السابقة.
الآن أفاد شيفيدوف والبروفيسور أندري ميروشنكو من جامعة نيو ساوث ويلز في Nature Communications أن هذه الحزم يمكن استخدامها لتوجيه مسار التفريغ الكهربائي.
السر يكمن في حبس الجسيمات في القلب المظلم لشعاع الجرار ، كما أخبر ميروشنكو IFLScience ، ثم استخدام الليزر لتسخينها. ثم تتبع التصريفات الكهربائية "القناة الحرارية" التي تنتج عنها.
على الرغم من كل الضجيج حول الحرائق المتعمدة خلال حرائق الغابات الهائلة في أستراليا 2019-2020 ، فإن معظمها بدأ بالبرق. وينطبق الشيء نفسه على حرائق الغابات في أماكن أخرى ، حيث امكن الكشف عن الأطراف وإزالة الغابات المتعمدة جانبًا. يأمل مؤلفو الورقة البحثية في يوم من الأيام أن يتم استخدام أسلوبهم لتوجيه الصواعق إلى حيث لا يمكن أن تسبب أي ضرر.
يعد منع الحرائق في مناطق بحجم دولة خطوة كبيرة من المختبر ، ولكن أشار ميروشنكو إلى أن ليزر IFLScience يمكن أن يسافر بقدر ما تريد في خط مستقيم. يتخيل أن الطائرات بدون طيار تحلق تحت غيوم العاصفة تطلق أشعة جرار للحفاظ على مساحات كبيرة من الغابات خالية من الصواعق ، على الأقل عندما لا يكون من المتوقع أن تطفئ الحرائق بعد هطول الأمطار.
تم تحقيق التوجيه بالليزر للشرارات من قبل ، ولكن فقط عن طريق تأين الغلاف الجوي لإنشاء مسار شحن تنتشر فيه الكهرباء. يتطلب ذلك أشعة ليزر قوية غير عملية لأي شيء على نطاق صغير.
من ناحية أخرى ، يحتاج شفيدوف وميروشنكو إلى واحد على الألف من الطاقة لعقد وتسخين جزيئاتهما. أخبر ميروشنكو IFLScience انه في بعض الحالات يؤدي الغبار الموجود بالفعل في الغلاف الى المهمة ، لكن التجارب أطلقت بدلاً من ذلك جزيئات الجرافين لتلعب نفس الدور. أثبت الليزر الذي يعمل ببضع مئات من المللي واط أنه مناسب لظروف المختبر.
وقال ميروشنكو في بيان: "لدينا خيط غير مرئي ، قلم يمكننا بواسطته كتابة الضوء والتحكم في التفريغ الكهربائي في حدود عُشر عرض شعرة الإنسان".
قبل توسيع نطاق الفكرة للسيطرة على الحرائق ، يعتقد المؤلفون أنه سيكون هناك استخدامات أخرى ، بما في ذلك التطبيقات الطبية ، مثل الطرق الأقل توغلاً لإزالة الأنسجة السرطانية.
المصدر