Sử dụng tia laser cực mạnh để chuyển hướng các tia sét - có thể không?

Sử dụng tia laze để chuyển hướng những tia sét có khả năng gây hại cho các công trình xây dựng hoặc tính mạng con người nghe có vẻ giống như một khái niệm thuộc phạm trù khoa học viễn tưởng. Tuy nhiên, đối với các nhà khoa học, điều này là hoàn toàn có thể, thậm chí không khó như tưởng tượng của nhiều người khi lần đầu tiên nghe tới.

Công nghệ này, nếu được phát triển đầy đủ và đúng hướng, sẽ cho hiệu quả thậm chí tốt hơn nhiều so với cột thu lôi chống sét Franklin, một phát minh vốn đã được sử dụng từ lâu. Và do đó, nó có thể trở thành một biện pháp bảo vệ có giá trị cho các địa điểm trọng yếu như nhà máy điện, sân bay và công trình dân cư trong mùa mưa bão.

Theo đó, một nhóm nghiên cứu đứng đầu bởi nhà vật lý Aurélien Houard đến từ đại học École Polytechnique, Palaiseau, Pháp, đã thực hiện kế hoạch thử nghiệm tia laze chuyển hướng sét tại tháp viễn thông đặt trên một ngọn núi ở Thụy Sĩ với. Đây là địa điểm đã ghi nhận khá nhiều trường hợp hư hại trang thiết bị do ảnh hưởng từ sấm sét hàng năm.

Thí nghiệm liên quan đến việc nhắm các xung mạnh từ tia laser terawatt tốc độ lặp lại cao về phía các đám mây giông gần ngọn núi. Máy quay tốc độ cao đã được sử dụng để xem điều gì xảy ra. Trong đó cảnh quay từ một vụ sét đánh cho thấy tia chớp đã đi theo tia laser ở khoảng cách ước chừng 50 mét.

Theo nhóm nghiên cứu, bản chất của thử nghiệm là bắn xung laser làm ion hóa các phân tử không khí để tạo ra một kênh plasma dẫn điện cao giúp luồng điện từ tia sét chạy dọc theo đó.

“Các thanh kim loại [Franklin], hay còn gọi là cột thu lôi, được sử dụng ở hầu hết mọi nơi để chống sét, nhưng diện tích mà chúng có thể bảo vệ chỉ giới hạn trong vài mét hoặc hàng chục mét. Giải pháp mới hứa hẹn sẽ mở rộng phạm vi bảo vệ đó lên đến vài trăm mét nếu có đủ năng lượng trong tia laser”.

Mặc dù một lượng lớn nghiên cứu về chủ đề này đã được thực hiện trong khoảng 20 năm qua, nhưng đây là kết quả thực địa đầu tiên được chứng minh bằng thực nghiệm điều khiển tia sét bởi laser.

“Công trình này mở ra tiềm năng cho các ứng dụng laser cực ngắn mới trong khí quyển, đồng thời thể hiện một bước tiến quan trọng trong việc phát triển hệ thống chống sét dựa trên laser cho các sân bay, bệ phóng hoặc cơ sở hạ tầng lớn”.

Tuy nhiên, có một số vấn đề cần xem xét. Ví dụ, tia laser cực mạnh có thể gây ảnh hưởng đến thị lực của những ai ở gần, vì vậy hướng của tia laser sẽ phải được lên kế hoạch cẩn thận. Và mặc dù công nghệ này sẽ bảo vệ một khu vực lớn hơn khu vực được bảo vệ bởi cột thu lôi, nhưng việc triển khai hệ thống công nghệ cao sẽ tốn nhiều chi phí hơn.