Cientistas desenvolvem laser de disparo rápido que desvia raios

Cientistas mostraram pela primeira vez em experimentos reais de um laser de disparo rápido que pode desviar raios. O trabalho sugere que os feixes de laser podem ser usados como pára-raios para proteger a infraestrutura. Em 2020, algo similar foi descoberto.

"A conquista é impressionante, visto que a comunidade científica trabalha arduamente nesse objetivo há mais de 20 anos", diz Stelios Tzortzakis, físico de laser da Universidade de Creta, na Grécia, que não participou da pesquisa. "Se é útil ou não, só o tempo dirá."

Pára-raios de metal são comumente usados para desviar raios e dissipar com segurança sua carga. Mas o tamanho das hastes é limitado, o que significa que também é a área que elas protegem.

Os físicos se perguntam se os lasers poderiam aumentar a proteção, porque eles podem chegar mais alto no céu do que uma estrutura física e podem apontar em qualquer direção. Mas, apesar das demonstrações de laboratório bem-sucedidas, os pesquisadores nunca tiveram sucesso em campanhas de campo, diz Tzortzakis.

Para mudar isso, um grupo de cerca de 25 pesquisadores montou o projeto Laser Lightning Rod, que testou um laser de alta potência especialmente criado no valor de US$ 2 milhões nos Alpes suíços. Os cientistas colocaram o laser próximo à torre de telecomunicações Säntis, atingida com frequência por raios. "Este é um daqueles projetos cujos resultados todos esperavam", diz Valentina Shumakova, física de laser da Universidade de Viena.

Um feixe de laser suficientemente intenso pode criar um caminho condutivo para o raio descer, assim como um fio de metal pode. Os físicos acham que ele faz isso mudando as propriedades do ar para que o feixe se concentre em filamento fino e intenso. Isso aquece rapidamente o ar, reduzindo sua densidade e criando caminho favorável para o raio. "É como abrir um buraco no ar com o laser", diz Aurélien Houard, físico do Laboratório de Óptica Aplicada de Paris, que liderou o projeto.

Em vez de tentar desviar o raio da torre, os experimentos Säntis foram projetados para mostrar que o laser poderia guiar o caminho de um raio através do pára-raios da estrutura. Em uso futuro, feixes semelhantes guiariam os ataques para longe de instalações sensíveis e para um pára-raios distante, diz Houard.

Ao longo de 10 semanas de observação, a equipe avistou o laser canalizando quatro eventos de raios durante seis horas de tempestades. Uma câmera de alta velocidade mostrou claramente um ataque seguindo a linha reta do feixe de laser, em vez de seguir um caminho de ramificação.

"Para 100% dos golpes onde o laser estava presente, medimos um efeito do laser", diz Houard. Mas Tzortzakis observa que o laser também ficou ativo por muitas horas sem canalizar ataques. Isso sugere que, embora o laser tenha desviado o raio, ele não forçou a descarga das nuvens de tempestade, o que seria uma melhor estratégia de proteção, diz ele.

O último esforço teve sucesso onde outros falharam, diz Tzortzakis, porque a tentativa anterior usou um laser que disparou apenas alguns pulsos por segundo. Esta equipe usou um laser especializado que dispara mil pulsos de alta energia por segundo, o que teria aumentado sua chance de interceptar o raio.

No entanto, o fato de o laser do projeto ser único também é sua maior limitação, pois levará tempo para encolher o sistema e torná-lo mais barato e prático, diz Houard.