http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2014-04-27
非洲的雷雨天气：研究人员借助这项技术，通过向云团里发射激光，就能人工降雨，或者是根据指令创造雷雨交加的环境
研究人员希望这项技术有一天可以用来创造暴风雨，甚至是根据指令产生闪电。该技术借助“双激光”刺激云团中的粒子
新浪科技讯 北京时间24日消息，据国外媒体报道，美国研究人员开发出一种新技术，通过向云团发射激光，生成风暴和闪电。该技术借助“双激光”刺激云团中的粒子。研究人员希望这项技术有一天可以用来创造暴风雨，甚至是根据指令产生闪电。
美国中佛罗里达大学光学和光子学学院，以及亚利桑那大学的研究人员开发的这项新技术，通过向云团发射高能激光束人工降雨，或者是激发闪电。他们发现这项技术成功的关键是让第二道激光束围绕在第一道激光束周围，把它当作一个储能器，比以前更大距离地支持中央激光束。这个次要“装点”束负责为高强度的主光束提供能量补给，并防止它消散，如果单凭主光束自己，它会很快消散。有关这个项目“外部增益光学纤维(Externally refueled optical filaments)”的一份报告最近发表在《自然光子学》杂志上。
云团中的水冷凝和闪电活动与大量静电带电粒子息息相关。借助正确类型的激光刺激这些粒子，可能是未来根据需要在特定时间和特定地点呼风唤雨的关键。光学和激光教育研究中心(CREOL)研究生马修-米尔斯称，目前激光已经能够传送很远距离，但是“当激光束变得足够强时，它的行为就会与通常情况下有很大不同，它会向内自行坍塌”。他说：“这种坍塌变得是如此强烈，以至于空气中的氧和氮里的电子被撕掉，形成等离子体。”此时，等离子体立刻会努力向回传输光束，这导致传输和坍塌的超短波激光脉冲之间发生冲突。这种冲突被称之为“成丝作用”，并产生丝状体，或称“光丝”，它会在空中传播一段时间，直到空气的性质促使光束消散。
米尔斯说：“因为丝状体会在移动期间在它的踪迹里留下受激电子，人工创造雨和闪电形成所需的环境。”其他研究人员已经在云团里产生“电活动”，但是还未生成闪电。该科研组目前正在寻找一种可以直接把光束发射到云团里，不会被闪电击成碎片的方法。研究人员说：“有这样一种可以让我们产生任意长度的‘丝状延伸电缆(filament extension cable)’的捷径，将是一件令人非常开心的好事情。事实证明，如果你用一个较大的、低强度、油炸圈形状的‘装点’光束围绕在这个丝状体周围，并向内侧慢慢移动，你就能产生任意长度的丝状延伸电缆。我们有了可以控制丝状体长短的方法以后，我们就能从远方创造暴风雨形成所需的环境。最终你就能通过这种概念，在很大范围内人工控制雨和闪电。”
迄今为止，米尔斯和他的研究生同事阿利-米里已经把脉冲从10英寸(25.4厘米)延长到大约7英尺(213.36厘米)。他们正在努力把这种丝状物延伸更长一些。德梅特里奥斯-克里斯托多里德斯与这两名研究生一起进行了上述研究，他说：“这项工作最终将会导致超长光诱导丝或等离子体通道诞生，而在正常情况下，这些是不可能发生的。从理论上来说，这种装点性丝状体可以传播超过50米，因此它将会有很多种应用途径。这个光丝家族也许有一天可以用来有选择性地引导微波信号沿着很长的等离子体通道运行，这些通道或许有几百米长。”这项技术其他的可能性应用包括，用于远距离传感器和用来确定化学成分的分光计。(孝文)
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