O físico Aurélien Houard, do Laboratório de Óptica Aplicada do Centro Nacional de Pesquisa Científica da França em Paris, e seus colegas enfrentaram horas de atividade de tempestade para testar se um laser poderia guiar os raios para longe de infraestrutura crítica. A torre de telecomunicações é atingida por raios cerca de 100 vezes por ano.
Isso é semelhante ao número de descargas de raios que atingem a Terra ou cintilam entre nuvens a cada segundo. Coletivamente, esses golpes podem causar bilhões de dólares de danos em aeroportos e plataformas de lançamento, sem falar nas pessoas.
Nossa melhor proteção contra raios é uma vara de Franklin, nada mais do que uma espiga de metal inventada no século 18 por Benjamin Franklin, que descobriu que os golpes de raios são raios elétricos em zigue-zague. Essas varas se conectam a cabos de metal que descem prédios e se ancoram na Terra, trabalhando para dissipar a energia dos raios.
Houard e seus colegas queriam elaborar uma maneira melhor de proteger contra raios, lutando contra a eletricidade com luz.
“Embora este campo de pesquisa tenha sido muito ativo há mais de 20 anos, este é o primeiro resultado de campo que demonstra experimentalmente a orientação de raios por lasers”, eles escrevem em sua publicação.
Com um aumento de eventos climáticos extremos impulsionado pelo aquecimento global na previsão, a proteção contra raios está se tornando cada vez mais importante.
A campanha experimental foi realizada durante o verão de 2021 na montanha Säntis, no nordeste da Suíça. Pulso curtos e intensos de laser foram lançados nas nuvens durante uma série de tempestades e desviou com sucesso quatro descargas de raios para cima longe da ponta da torre.
Outros 12 raios atingiram a torre durante esses períodos de tempestade quando o laser estava inativo.
Em uma ocasião, quando o céu estava claro o suficiente para capturar a ação em duas câmeras de alta velocidade separadas, um raio foi registrado seguindo o caminho do laser por 50 metros.
Sensores na torre de telecomunicações também registraram os campos elétricos e os raios-X gerados para detectar a atividade de raios e corroborar seu trajeto, o que pode ser visto reconstruído no vídeo abaixo.
Para uma ideia apresentada pela primeira vez em 1974 e testada extensivamente em laboratório, é emocionante vê-la finalmente funcionar conforme projetada no mundo real. Vários testes de campo anteriores, um no México e outro em Cingapura, não conseguiram encontrar nenhuma evidência de que os lasers pudessem desviar os raios.
“Esses resultados preliminares devem ser confirmados por campanhas adicionais com novas configurações”, escrevem Houard e colegas.
Enquanto os pesquisadores ainda estão descobrindo por que os lasers funcionaram em seus testes, mas não em experimentos anteriores, eles têm algumas ideias. O laser Houard e seus colegas usaram disparos de até mil pulsos por segundo, muito mais rápido do que outros lasers usados, permitindo que o feixe verde interceptasse todos os precursores de raios que se formavam acima da torre.
Mas os eventos de laser registrados apenas pareciam desviar relâmpagos positivos, que são produzidos por uma nuvem carregada positivamente e geram ‘líderes’ ascendentes carregados negativamente.
Então, como isso funciona?
Como Houard e seus colegas explicam em seu artigo, o laser enviado para o céu muda as propriedades de curvatura da luz do ar, fazendo com que o pulso do laser encolha e se intensifique até começar a ionizar as moléculas de ar. Este processo é chamado de filamentação.
As moléculas de ar são rapidamente aquecidas ao longo do caminho do laser, absorvendo sua energia e depois expelidas em velocidade supersônica. Isso deixa para trás canais de ‘vida longa’ de ar menos denso que oferecem um caminho para descargas elétricas.
“Em altas taxas de repetição do laser, essas moléculas de oxigênio carregadas de longa duração se acumulam, mantendo uma memória do caminho do laser” para o raio seguir, escrevem os pesquisadores.
Descargas elétricas de metros de comprimento foram direcionadas por lasers no laboratório, mas esta é a primeira vez que a técnica funcionou em uma tempestade. As condições do laser foram ajustadas para que o início do comportamento filamentoso começasse logo acima da ponta da torre.

“Este trabalho abre caminho para novas aplicações atmosféricas de lasers ultracurtos e representa um importante passo no desenvolvimento de uma proteção contra raios baseada em laser para aeroportos, plataformas de lançamento ou grandes infraestruturas”, concluem Houard e seus colegas.
O estudo foi publicado na Nature Photonics.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos!
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentários.