Un equipo científico prueba con éxito en Suiza el primer pararrayos láser
16 ene 2023 . Actualizado a las 19:27 h.Una aguja de metal inventada en el siglo XVIII por Benjamin Franklin. Es hasta ahora nuestra mejor defensa contra los rayos caídos del cielo. Pero los pararrayos comunes no son suficientes para evitar los graves daños que, por ejemplo, se producen cada año a causa de este fenómeno meteorológico en aeropuertos y plataformas de lanzamiento, sin mencionar a las personas. La solución a este problema podría ser disparar un láser al cielo para desviar los rayos. O al menos es lo que se ha ha visto en un experimento realizado con éxito en la torre de telecomunicaciones del monte Säntis, a 2.500 metros de altura en el noreste de Suiza, que recibe de manera natural unos cien impactos al año.
Ahora un equipo liderado por Aurélien Houard, del Laboratorio de Óptica Aplicada del Centro Nacional Francés de Investigación Científica ha conseguido desviar los rayos que de forma natural iban dirigido hacia la torre de telecomunicaciones. El experimento ha sido publicado en la revista científica Nature Photonics.
«Este trabajo allana el camino para nuevas aplicaciones atmosféricas de láseres ultracortos y representa un importante paso adelante en el desarrollo de una protección contra rayos basada en láser para aeropuertos, plataformas de lanzamiento o grandes infraestructuras», según concluyen en el trabajo Houard y sus colegas.
O, lo que es lo mismo, lo que se ha conseguido es que los disparos de un láser guíen la trayectoria de los rayos. Las descargas eléctricas de varios metros de largo habían sido dirigidas por láseres en el laboratorio, pero esta es la primera vez que la técnica funciona en una tormenta eléctrica. Las condiciones del láser se ajustaron para que el inicio del comportamiento filamentoso comenzara justo por encima de la punta de la torre.
«Aunque este campo de investigación ha estado muy activo durante más de 20 años, este es el primer resultado de campo que demuestra experimentalmente que se pueden guiar rayos por láser», según relatan los investigadores en el artículo.
La campaña experimental se desarrolló durante el verano del 2021 desde la montaña Säntis, en Suiza. Se lanzaron pulsos de láser cortos e intensos hacia las nubes durante una serie de tormentas eléctricas y desviaron con éxito cuatro descargas de rayos hacia arriba, lejos de la punta de la torre.
Otros doce rayos cayeron sobre la torre durante esos períodos de tormenta, pero lo hicieron cuando el láser estaba inactivo.
En una ocasión, cuando el cielo estaba lo suficientemente despejado para capturar la acción con dos cámaras de alta velocidad separadas, se registró un rayo siguiendo la trayectoria del láser durante 50 metros.
A diferencia de un pararrayos clásico, que se limita a guiar la corriente eléctrica de los rayos hacia el suelo, el pararrayos láser permite desencadenar rayos y controlarlos mejor, según los investigadores.
«Estos resultados preliminares deberían ser confirmados por campañas adicionales con nuevas configuraciones», escriben Houard y sus colegas. Si bien los investigadores aún están averiguando por qué los láseres funcionaron en sus pruebas, pero no en experimentos anteriores, tienen algunas ideas. El láser que usaron Houard y sus colegas científicos utilizó disparos de hasta mil pulsos por segundo, mucho más rápido que otros láseres empleados en anteriores experimentos, lo que permitió que el rayo verde interceptara todos los precursores de rayos que se formaban sobre la torre.
¿Cómo funciona?
Como explican Houard y sus colegas en su artículo, el láser enviado hacia el cielo cambia las propiedades de flexión de la luz del aire, lo que hace que el pulso del láser se reduzca e intensifique hasta que comience a ionizar las moléculas de aire. Este proceso se llama filamentación.
Las moléculas de aire se calientan rápidamente a lo largo de la trayectoria del láser, absorben su energía y luego son expulsadas a una velocidad supersónica. Esto deja atrás canales de aire menos denso de 'larga vida' que ofrecen un camino para las descargas eléctricas.