A villám, mint fegyver
A villámok óriási pusztításra képesek, ez a katonai felhasználók érdeklődését is felkeltette. Eddig azonban nem sikerült egy jelentős problémát megoldani, a villámcsapás fókuszálását. Az Amerikai Egyesült Államok hadserege egyik kutatóintézetében a tudósok egy olyan eszközt fejlesztenek, amelynél megoldották a célzás problémáját és a villámok így már alkalmasak a célpont elpusztítására. „Sosem unjuk meg a szimulált célpontjainkba csapkodó villámokat” – nyilatkozta George Fischer, a kutatás vezetője.
A Laser-Induced Plasma Channel, rövidebben LIPC, egy olyan eszköz, amit arra terveztek, hogy megsemmisítse azokat a célpontokat, amelyek jobban vezetik az áramot, mint a levegő vagy a föld amely körülveszi őket. Hogyan tudják a tudósok kihasználni a látszólag véletlenszerű villámokat, és miben segít a lézer?
“A fény jóval lassabban utazik a gázokban és folyadékokban, mint a vákuumban. Általában az egyes anyagokbeli fénysebességre állandóként gondolunk. Azonban a törésmutatónak (fénysebességnek) van egy további nagyon kicsi intezitásfüggő együtthatója is. A levegőben ez az együttható pozitív, ezért a fény kissé jobban lelassul, amikor intenzívebb” – mondta el George Fischer.
Ha egy lézer, egy kisebb intenzitású impulzust bocsájt ki, de azt rendkívül rövid idő alatt, az impulzus ereje hatalmas lehet. Az impulzus kibocsájtása alatt a lézer nagyobb teljesítményt ad le, mint ami egy nagyvárosnak kell, de az impulzus csak két billiomod másodpercig tart. A tudósok által most megalkotott optikai erősítő 50 milliárd watt optikai teljesítményű, míg egy nagy izzószálas villanykörte 100 wattot használ.
A nagyon erős és intenzív lézerimpulzusoknál a levegő lencseként működhet, kis átmérőjű területen tartja a villámot, ilyenkor a lézerimpulzusban a fény intenzítása olyan nagy, hogy önfókuszálás jön létre. Amikor a lézersugár elég intenzív, az elektromágneses mezője elég erős ahhoz, hogy elektronokat hasítson ki a levegőmolekulákból, ezzel pedig plazmát hozzon létre. A plazma a lézersugár újtában helyezkedik el, ezért egy tükörrel irányítható.
A semleges molekulákból álló levegő szigetel. Egy viharban, amíg a villám ugyanúgy viselkedik, mint bármely más forrásból származó energia: követi a legkisebb ellenállás útját. A plazmacsatorna jobban vezeti az elektromosságot, mint a nem ionizált levegő, ezért ha a lézert úgy állítjuk be, hogy a létrehozott plazma-szál egy nagyfeszültségű áramforrás közelébe kerüljön, az elektromos áram a szálon keresztül fog haladni, amennyiben az a célpontra vagy a földre van irányítva.
Bár fizikailag már jól megalapozott a fegyver működése, a kutatóknak még sok technikai kihívással kell szembenézniük; például, ha fény önfókuszálódik a levegőben, akkor a fennáll az a veszélye, hogy önfókuszálódik a lencsében is, vagy az optikai erősítő más részében, ezzel pedig tönkreteszi. A tesztek január óta jól haladnak, nemsokára a harctéren hasznosítható változat is elkészülhet.
forrás: index.hu/army.mil