Các nhà khoa học muốn kiểm soát sét bằng cột laser khổng lồ

Điều khiển sét bằng tia laser khổng lồ

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Geneva (Thụy Sĩ) đã lắp đặt thiết bị laser khổng lồ lên núi để đóng vai trò như cột thu lôi công nghệ cao.

Kênh CNN (Mỹ) cho biết đội ngũ nghiên cứu do nhà khoa học Thụy Sĩ Jean-Pierre Wolf dẫn đầu. Ông Wolf đã có 20 năm nghiên cứu laser và đặc biệt quan tâm tới ý tưởng kiểm soát thời tiết bằng thiết bị này.

Tia laser tạo ra chùm ánh sáng hẹp mang năng lượng cao. Ứng dụng của laser rất đa dạng, từ cắt kim cương tới phẫu thuật và đọc mã vạch. Wolf cho rằng laser có thể bảo vệ con người trước sấm sét.

Cột laser trên núi Säntis ở Thụy Sĩ. (Ảnh: CNN)

Ông Wolf cho rằng laser có thể tạo tia năng lượng cao và hẹp, được áp dụng trong nhiều công việc từ cắt kim cương cho đến phẫu thuật… Nhưng nay ông kỳ vọng laser có thể đảm nhiệm thêm tính năng mới là bảo vệ con người khỏi sét.

Ông đang dẫn dắt một nhóm gồm nhiều trường đại học ở Pháp và Thụy Sĩ cùng nhà sản xuất rocket ArianeGrou và công ty công nghệ cao Đức Trumpf tham gia nghiên cứu. Sau một năm trì hoãn vì đại dịch, cột laser đã được chuyển đến đỉnh núi Säntis ở Thụy Sĩ nơi có độ cao 2.500m. “Đây là một trong những nơi tại châu Âu thường xuyên bị sét tấn công nhân. Tại đây có một tháp phát thanh thường bị sét đánh từ 100-400 lần mỗi năm”, ông Wolf cho hay.

Sét hình thành khi không khí hỗn loạn bên trong đám mây giông khiến tinh thể băng và nước va đập dữ dội, làm electron tách khỏi nguyên tử, tạo ra những vùng riêng biệt với điện tích trái dấu. Các trường điện này có thể trở nên rất mạnh. Do điện tích trái dấu hút nhau, chúng có thể kết nối thông qua phóng điện dưới dạng sét. Máy laser mô phỏng và tăng cường tình huống trong tự nhiên bằng cách tạo một trường điện mạnh đến mức trực tiếp tách electron khỏi nguyên tử, hình thành điện tích trái dấu cần thiết để sét xuất hiện.

Cột laser có vai trò bắt chước cách hình thành của sét trong tự nhiên và bổ sung thêm năng lượng, mục tiêu là khiến mây phóng sét theo cách được kiểm soát.

Ý tưởng của nhóm nghiên cứu là khiến các đám mây phóng sét trong tầm kiểm soát. Chùm ánh sáng laser sẽ chạy dọc tháp truyền tín hiệu vô tuyến cao hơn 120 m. Cột thu lôi truyền thống chỉ có thể bảo vệ một khu vực hạn chế trên mặt đất, bất kể chúng được xây cao tới đâu. Tuy nhiên, Wolf hy vọng máy laser sẽ giúp bảo vệ khu vực rộng lớn hơn. Theo lý thuyết, máy laser có thể đóng vai trò như cột thu lôi và thúc đẩy tạo thêm sét. "Điều đó có nghĩa chúng tôi sẽ làm đám mây giông yếu đi, giảm bớt điện thế của nó, ngăn sét đánh xuống khu vực xung quanh", Wolf nói.

Ứng dụng thực tế gần gũi nhất của công nghệ là bảo vệ tên lửa như tên lửa chở vệ tinh lên quỹ đạo trong lúc phóng và tại sân bay. Nhu cầu chống sét rất lớn và chi phí liên quan tới sét đánh, đặc biệt từ gián đoạn giao thông, có thể lên tới hàng tỷ USD mỗi năm chỉ tính riêng ở Mỹ. Nghiên cứu cũng chỉ ra số lượng sét ngày càng tăng có thể là hệ quả của biến đổi khí hậu.

Ủy ban châu Âu đang tài trợ cho dự án thông qua sáng kiến hỗ trợ nghiên cứu khoa học ở giai đoạn đầu. Trên toàn thế giới, sét cướp đi sinh mạng của 6.000 - 24.000 người mỗi năm, gây thiệt hại hàng tỷ USD cho thiết bị điện tử và cơ sở hạ tầng. Dự án sẽ góp phần giúp giao thông hàng không an toàn hơn và giảm trì hoãn bay do giông bão mạnh.

Máy laser sẽ sử dụng điện từ cơ sở ăngten và được tháo rời để đưa lên đỉnh núi trong hoạt động vận chuyển phức tạp gồm nhiều chuyến đi bằng xe cáp và trực thăng. "Đó là một máy phát laser khổng lồ nên đòi hỏi xe tải lớn để vận chuyển và các module được lắp ráp tại chỗ", Wolf chia sẻ.

Dự án sử dụng tổng cộng 29 tấn vật liệu, trong đó có 18 tấn bê tông khối để cố định trụ laser với đế do sức gió trên đỉnh núi lên tới 193km/h. Quá trình lắp ráp kéo dài hai tuần và máy laser đã sẵn sàng để hoạt động. Cỗ máy bắn laser 1.000 lần mỗi giây và mạnh tới mức một xung ở công suất tối đa tương đương năng lượng của tất cả nhà máy điện hạt nhân trên thế giới nhưng chỉ tồn tại trong thời gian cực ngắn.

Vì vấn đề an toàn, một vùng cấm bay 5km đã được thiết lập xung quang nơi cột laser hoạt động. Thiết bị này sẽ không hoạt động toàn thời gian mà chỉ kích hoạt khi hoạt động sét tăng mạnh.

Ủy ban châu Âu cũng ủng hộ dự án này và cho biết trên toàn cầu mỗi năm có từ 6.000-24.000 người thiệt mạng vì sét đánh, bên cạnh đó là thiệt hại về vật chất. Dự án này được kỳ vọng bảo vệ an toàn vận tải hàng không. Nhiều nghiên cứu cho thấy tình trạng sét đánh tăng mạnh có thể xuất phát từ biến đổi khí hậu.

Các thử nghiệm sẽ được thực hiện cho đến tháng 9, vào cuối mùa mưa. Nếu thành công, thử nghiệm tiếp theo có khả năng được tiến hành ở sân bay và công nghệ này sẽ sẵn sàng trong vài năm tới.

Cập nhật: 07/09/2021 Theo Báo Tin Tức