Físicos crean un láser capaz de controlar los rayos

El artefacto no es solo por la hazaña, es un avance científico que podría abrir camino a usar láseres para proteger aeropuertos en las tormentas, plataformas de lanzamiento de cohetes, entre otras infraestructuras sensibles; según explicaron los investigadores.

Si bien ahora fue probado y se confirmó su efectividad, el costo de esta nueva tecnología ronda el millón de dólares. Por lo que no está claro si sería más rentable que un pararrayos común relativamente barato.

Matteo Clerici, un físico de la Universidad de Glasgow opinó que el invento "es inspirador", pero que aún se desconoce la aplicación que podría llegar a tener.

Un poco de historia

"Los relámpagos ocurren cuando la electricidad estática se acumula en las nubes de tormenta y comienza a descomponer las moléculas de aire circundantes. Caminos de aire debilitado eléctricamente se extienden como grietas en el parabrisas de un automóvil", define Science.

Si estos "caminos" llegan a tocar el suelo o se conecta con otros, genera una corriente de 30.000 amperios en una descarga masiva que puede generar daños inimaginables.

Para prevenir tales daños causados por la naturaleza, Benjamin Franklin creó una tecnología en 1752, el pararrayos. Este invento consiste en una barra de metal puntiaguda que se coloca en una zona de altura, como un edificio, y se conecta al suelo por un cable. La barra crea un campo eléctrico que aleja los rayos del edificio y cuando golpea la barra el cable lleva la descarga a tierra de manera segura.

Desde que surgieron los primeros láseres, el la década de 1960, los científicos estudian cómo poder utilizarlos de manera similar para dirigir los rayos, según explicó el físico Aurélien Houard. La teoría dice que el rayo láser crearía un camino recto de aire ionizado por el cual la corriente podría fluir fácilmente. Sin embargo, no pudo confirmarse en su momento, porque los primeros intentos con láseres de alta potencia mostraron que en una corta distancia el aire ionizado absorbe la luz del láser dejando un canal demasiado ancho que no atrae ni afecta los rayos

En la década de los 90, los físicos desarrollaron láseres que producían pulsos más cortos y de menor energía, los que demostraron ser más efectivos para abrir canales conductores, dice Houard. Sin embargo, los últimos ensayos para controlar los rayos naturales, realizados en Nuevo México en 2004 y Singapur en 2011 no lograron influir en las trayectorias de los rayos, señala Houard.

Los resultados

Ahora, los científicos dirigidos por Houard y Jean-Pierre Wolf, físico de la Universidad de Ginebra, lo han logrado. Colocaron un láser de femtosegundo -de pulsos cortos- en la cima de la montaña Säntis, en el noreste de Suiza, junto a una torre de telecomunicaciones de 124 metros de altura. Como un pararrayos gigante, dicha torre recibe rayos más de 100 veces al año.

Los investigadores hicieron brillar su láser más allá de la parte superior de la torre desde julio hasta septiembre de 2021 durante un total de más de 6 horas de tormentas eléctricas. La torre fue golpeada al menos 15 veces durante ese período, incluidas cuatro veces cuando el sistema láser estaba funcionando.

Los investigadores estudiaron los rayos tanto con antenas de radio que flanqueaban la montaña, que trazaron la trayectoria del rayo, como con cámaras de alta velocidad. En los cuatro rayos tomados con el láser encendido, el rayo siguió el camino del rayo láser antes de saltar a la torre, informó este lunes el equipo de 28 miembros en Nature Photonics. Por lo tanto, los investigadores dirigieron los últimos 50 metros de la trayectoria aleatoria de cada rayo.

Los investigadores tuvieron éxito donde otros no, en gran medida porque su láser disparó 1000 veces por segundo, en lugar de 10 o menos, explicó Houard. Los pulsos de fuego rápido mantuvieron abierto un canal conductivo estable incluso en la atmósfera arremolinada, especula. Además, "Elegimos un lugar específico donde los rayos siempre caen en el mismo punto", subrayó.

Este invento es el resultado de un proyecto europeo de 5 años y 4 millones de euros, dice Houard. Para hacerlo funcionar, los investigadores tuvieron que desarmar su delicado láser, llevarlo a la montaña pieza por pieza en una góndola y contratar al helicóptero más grande de Suiza para ensamblarlo a un edificio.

Pero, ¿puede un láser de dos millones de dólares competir con un pararrayos baratísimo? En algunos casos, tal vez, dice Houard. Un pararrayos protege un área de aproximadamente el doble de ancho que la altura del pararrayos, por lo que la esperanza sería hacer un "pararrayos virtual" muy alto que cubriría un área más grande de lo que sería factible con un pararrayos de metal.

El científico contó además que su equipo ha discutido la construcción de un sistema para ayudar a proteger los cohetes Ariane, en la plataforma de lanzamiento del puerto espacial europeo en la Guayana Francesa. Los cohetes, por supuesto, llevan el nombre de la diosa griega Ariadna, princesa de Creta y nieta de Zeus.