Lynavlederen ble funnet opp på 1700-tallet av amerikaneren Benjamin Franklin. Franklins prinsipp utnyttes fortsatt, men nå tar forskere i bruk ny laserteknologi.(Foto: TRUMPF / Martin Stollberg)
Utrolig forsøk: Forskere styrer lyn med laserstråle
For første gang har forskere klart å bruke en laser til å dirigere hvor lynet slår ned. Oppdagelsen kan bane vei for ny type beskyttelse mot lynnedslag.
LiseBrixJOURNALIST, VIDENSKAB.DK
Det høres nesten ut som science fiction, men det stemmer faktisk: En internasjonal forskergruppe har klart å styre hvor lynet slår ned – ved hjelp av en enorm laser. Dette avslører de i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Photonics.
Eksperimentet har skjedd i det nordøstlige Sveits, på toppen av Säntisfjellet som ofte blir rammet av voldsomt tordenvær.
– I forsøk i laboratorier har forskere brukt lasere til å dirigere kunstige lyn, men dette er første gang noen har dirigert lyn i naturen, forteller førsteforfatter Aurélien Houard, som er forskningsingeniør ved Ecole Polytechnique i Paris.
Håpet er at oppdagelsen kan bane vei for bedre beskyttelse mot lynnedslag for viktig infrastruktur som flyplasser og kraftverk, forklarer han.
En dansk forsker påpeker at metoden kanskje kan brukes til våpenteknologi.
Om eksperimentet
I den nye studien beskriver forskere at de har dirigert lyn ved hjelp av en spesialbygd, kraftig laser.
Eksperimentet foregikk under tordenvær på en fjelltopp i Sveits i 2021.
Forskerne skjøt opp laseren mot lyn, og ifølge målinger med instrumenter ble i alt fire lyn «omdirigert» av laseren.
Bare ett av de fire lynene ble filmet av høyhastighetskameraer (resten var gjemt bak skyer).
På opptakene kan man se lynet følge laserens bane om lag 50 meter.
Skaper et spor av elektroner
I eksperimentet bruker forskerne en laser på størrelse med en bil, spesialbygd til forsøket.
Laseren sender opp mot 1.000 lyspulser per sekund.
Når forskerne skyter laseren, kan den slå løs elektroner fra molekyler i atmosfæren. Dermed skaper den en slags «motorvei» lynet kan følge.
– Laseren skaper et spor av elektroner der lynet møter mindre motstand, forklarer Torsten Neubert, som har forsket på lyn i mange år.
– Atmosfæren leder ikke strøm særlig godt, så normalt er det litt tilfeldig hvor lynet slår ned. Det er derfor lynet danner et sikk-sakk-mønster. Men hvis det er mulighet for å følge et spor med bedre ledningsevne, vil lynet gjøre det. Akkurat som hvis det var en lang kobberledning som stakk opp i atmosfæren.
En virtuell lynavleder
Sporet av elektroner i atmosfæren eksisterer bare i veldig kort tid – langt mindre enn et sekund.
I lignende forsøk har forskere forsøkt å styre lynnedslag ved å skyte elektroner i atmosfæren. Men det fungerte ikke, forteller Neubert.
– Det er en morsom idé, og det er flott at de har klart det. Men det er ikke overraskende at de kan dirigere lyn, sier Neubert, som er seniorforsker ved DTU Space.
Den spesialbygde laseren er installert ved et 124 meter høyt antennetårn på den sveitsiske fjelltoppen som blir truffet av lyn rundt 100 ganger i året.
På toppen av antennetårnet sitter det en vanlig lynavleder; en lang metallstang som lynet liker fordi den tilbyr en «motorvei» med bedre ledningsevne enn atmosfæren.
Annonse
– Laseren fungerer som en slags virtuell forlengelse av lynavlederen. Og ved å forlenge lynavlederen, øker vi området som er beskyttet, sier Aurélien Houard.
Eksperimentene foregikk på en fjelltopp i Sveits der det står et høyt antennetårn. Laserstrålen fungerer som en virtuell forlengelse av antennetårnets lynavleder. I alt klarte forskerne å omdirigere fire lyn.(Foto: TRUMPF / Martin Stollberg)
Kan beskytte et større område
Han forklarer at en vanlig lynavleder av metall vanligvis beskytter en radius rundt seg som svarer til hvor høy den er.
– Hvis en lynavleder er ti meter høy, vil den beskytte et område på ti meter rundt seg. Så ideen er at laseren kan forlenge lynavlederen med flere hundre meter opp i luften og dermed beskytte et område på flere hundre meter, sier Houard. – Det er ikke mulig med en vanlig lynavleder.
Hvordan virker en lynavleder?
En lynavleder består av en metallstang som monteres på noe som skal beskyttes mot lynnedslag.
Hvis lynet treffer, vil det «foretrekke» å slå ned i metallstangen. Fra metallstangen vil lynet bli ført videre ned i bakken.
Prinsippet bak lynavlederen ble første gang demonstrert på 1700-tallet av amerikaneren Benjamin Franklin.
Å beskytte et større område kan ifølge Houard være viktig for flyplasser, som det er vanskelig å beskytte med tradisjonelle lynavledere.
Han understreker imidlertid at det vil kreve 10-15 år å videreutvikle teknologien før den kan tas i bruk.
– Vi har bare demonstrert at det virker. Men hvis det skal tas i bruk, må vi være 100 prosent sikre på at det faktisk beskytter flyet, sier Houard.
Foreløpig er prisen på den spesialbygde laseren – mer enn to millioner euro – avskrekkende.
– Før det blir mulig å bruke i praksis, må systemet være billigere og mer kompakt. Og så må sporene bli lengre. Men hvis de utvikler teknologien i den retningen, blir den interessant for våpenindustrien, sier Torsten Neubert.
Teknologi for å dirigere og skape lyn kan få merkelappen «dual use», som betyr at teknologien kanskje også kan utnyttes militært.
– Det finnes faktisk en del forskning på å lage våpen der man retter energi mot det målet man vil ødelegge. En av de tingene man har tenkt på, er kunstige lyn, sier Neubert.
Annonse
– Jeg var med i et prosjekt der vi gjennomførte høyspenningsforsøk som hadde med lyn å gjøre. Da vi skrev en EU-søknad, måtte vi svare på om teknologien var «dual use». Jeg ante ikke hva det betydde, legger han til.
Trolig dør mellom 6.000 og 24.000 mennesker hvert år på grunn av lynnedslag. I Danmark er det under én i året, men det er flere som blir truffet, opplyser DMI.(illlustrasjonsfoto: Renato Almeida / Shutterstock / NTB)
Forsker: Ingen militære hensikter
Aurélien Houard sier han ikke kan se hvordan man skulle bruke teknologien militært.
– Vi har bare brukt det til å styre lynnedslag, og jeg kan ikke se at det kan brukes til noe annet enn å studere lyn eller beskytte seg mot dem, sier han.
Torsten Neubert henviser til en internasjonal avtale om «dual use»-teknologi, kalt Wassenaar-avtalen. Den omtaler «directed energy weapon systems» med lasere. Dette er teknologi som ved hjelp av lasere kan overføre energi til et mål.
– Poenget er ikke å bruke lynet som våpen, men å bruke lasere til å lage spor som peker mot et mål. I stedet for lynet kan man selv ha en maskin som skaper stor spenning. Forestill deg en Star Wars-aktig dings som skyter ut en laser og en kraftig puls som treffer målet, sier Neubert.
Han understreker at han ikke har noe med våpen å gjøre selv.
– Men det er noe vi må forholde oss til. Som minimum må vi redegjøre for det når vi sender søknader til EU, avslutter han.
