Ciencia

La utopía de hacer llover convertida en rayo láser

CIENCIA LÁSER LLUVIA RAYOS
Investigadores de la Escuela Universitaria de Óptica y Fotónica de la Universidad de la Florida Central y de la Universidad de Arizona, financiados con 7,5 millones de dólares por el Pentágono estadounidense, desarrolla unatécnica para apuntar un haz láser de alta energía hacia las nubes para hacer llover o provocar rayos, según publicaron en la revista Nature Photonics.
La técnica proyectada rodea el haz con un segundo haz que actúa como un depósito de energía manteniendo el haz central a mayores distancias de la que ha sido posible hasta ahora.
El segundo haz de revestimiento reaprovisionaría y prevendría la dispersión del haz principal de alta intensidad, que por sí solo se rompería rápidamente, según el informe del proyecto “Filamentos ópticos realimentados externamente”, publicado recientemente en Nature Photonics.

La condensación de agua y la actividad de rayos en las nubes están vinculados con grandes cantidades de partículas de carga estáticas. Estimular esas partículas con determinado tipo de láser es la clave para que un día se pueda provocar un chaparrón dónde y cuándo haga falta.

Los láser ya pueden viajar grandes distancias, pero “cuando un rayo láser se vuelve lo suficientemente intenso, se comporta de manera diferente de lo habitual y colapsa hacia adentro”, dijo Matthew Mills, un estudiante graduado en el Centro de Investigación y Educación en Óptica y Láser (CREOL). “El colapso se vuelve tan intenso que los electrones de oxígeno y de nitrógeno en el aire son arrancados para crear un plasma, básicamente una sopa de electrones”.

En ese punto, el plasma inmediatamente intenta propagar el haz provocando una lucha entre difusión y colapso de un pulso láser ultracorto. Esta lucha se llama filamentación y crea un filamento o “secuencia de la luz” que sólo se propaga durante algún tiempo hasta que las propiedades del aire hacen que se disperse el haz.

“Debido a que un filamento crea electrones excitados en su estela a medida que avanza, se siembran artificialmente las condiciones necesarias para la lluvia y los relámpagos”, dijo Mills. Otros investigadores han causado “eventos eléctricos” en las nubes, pero no la caída de rayos.

NUBES RAYOS STEVEN MAGUIRE
Foto: Steven Maguire.

Pero, ¿acercarse lo suficiente para dirigir el rayo a la nube sin ser despedazado por un rayo?

“Sería bueno de tener una manera disimulada de producir arbitrariamente una extensión del filamento. Resulta que si se envuelve un haz larga y de baja intensidad, y se como si se lo rodeara de una rosquilla, y se lo mueve suavemente hacia adentro, se logra esa extensión arbitraria”, dijo Mills.

“Como ya tenemos el control sobre la longitud de un filamento con nuestro método, se podría sembrar las condiciones necesarias para una tormenta desde lejos. En última instancia, se podría controlar artificialmente la lluvia y el rayo sobre una gran extensión”.

Hasta ahora, Mills y el estudiante graduado Ali Miri han podido ampliar el pulso desde las 10 pulgadas a unos 7 pies, y trabajan para extender el filamento aún más lejos.

“Este trabajo podría conducir finalmente a ultra-largos filamentos inducidos ópticamente o a canales de plasma que de otro modo son imposible de establecer, en condiciones normales,” dijo el profesor Demetrios Christodoulides, quien trabaja con los estudiantes graduados en el proyecto.

“En principio tales filamentos revestidos podrían propagarse desde desde más de 50 metros más o menos, lo que permite una serie de aplicaciones. Esta familia de filamentos ópticos podría algún día ser utilizadas para orientar selectivamente señales de microondas muy largas a lo largo de canales de plasma, quizás por cientos de metros”.

Otros usos posibles de esta técnica se podría utilizar en sensores de larga distancia y espectrómetros para identificar composición química. El desarrollo de la tecnología fue apoyado por una beca 7,5 millones de dólares del Departamento de Defensa.

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