Laser lassen es blitzen

 In diesen Gewitterwolken konnten die Forscher um Jérôme Kasparian Plasmakanäle erzeugen.
In diesen Gewitterwolken konnten die Forscher um Jérôme Kasparian Plasmakanäle erzeugen.
Mit einem Laser wollen europäische Forscher in Gewitterwolken gezielt Blitze erzeugen. In Tests gelang ihnen nun zum ersten Mal, die elektrische Aktivität und Entladungen in Gewitterwolken gezielt zu manipulieren: Ein Laserstrahl erzeugte in den Wolken sogenannte Plasmakanäle ? Bereiche, in denen Luftmoleküle in positive und negative Teilchen aufgespaltet sind. Entlang dieser Kanäle ereigneten sich wohl über nur wenige Meter Entladungen innerhalb der Wolken. Richtige künstliche Blitze hat das Team um Jérôme Kasparian von der Universität in Lyon bisher nicht beobachtet. Mit stärkeren Lasern sollten jedoch künstliche Blitzentladungen möglich sein, vermuten die Forscher.
Die Wissenschaftler bauten ihren Laser auf dem Berg South Baldy im US-Bundesstaat New Mexico in rund 3.200 Metern Höhe auf. In zwei Gewitter feuerten sie hochenergetische Laserpulse. Die Pulse dauerten nur 150 Femtosekunden (150 Millionstel Milliardstel Sekunden). "Wir feuerten zehn Schüsse pro Sekunde in die Wolken", erklärt der am Projekt beteiligte Forscher Kamil Stelmaszczyk von der Freien Universität Berlin gegenüber wissenschaft.de. Nach den Ergebnissen der Forscher erzeugten die Pulse in der Gewitterfront ein ganzes Bündel an rund hundert Meter langen Plasmakanälen. Entlang dieser Kanäle breiteten sich elektrische Entladungen aus. Doch weit kamen sie nicht: Da die Kanäle sehr schnell wieder zusammenbrachen, setzten sich die Entladungen nur über Distanzen von wenigen Metern fort.

Durch die Ladungsverschiebungen und elektrischen Aktivitäten in den Wolken entstanden Radiowellen, die von den Forschern aufgezeichnet wurden. "Diese elektrischen Aktivitäten sind noch nicht Blitze", sagt Stelmaszczyk. Die Radiosignale zeigen vielmehr die Situation in den Wolken kurz vor der Entladung. Mit statistischen Verfahren konnten die Forscher dann zeigen, dass sie elektrische Aktivitäten genau dort anregten, wo der Laser hinzielte. Das Forscherteam will nun die Laserleistung von derzeit vier Terawatt pro Puls auf das Zehnfache steigern. Damit könnten vielleicht richtige Blitze erzeugt werden, hoffen sie.

Der künstlich herbeigeführte Gewitterblitz mit dem Laser wäre ein großer Schritt für die Blitzforschung. Bislang entziehen sich diese Wetterphänomene einer systematischen physikalischen Untersuchung wegen ihres kaum vorhersagbaren Auftretens. Mit der Lasertechnik wären auch Experimente denkbar, um Blitzeinschlag in Flugzeugen oder Hochspannungsleitungen zu untersuchen. Der Laser selbst ist vor Blitzeinschlag durch ein Ableitgitter gleich hinter dem Lichtaustritt geschützt, erklärt Stelmaszczyk.
Jérôme Kasparian (Universität Lyon) et al.: Optics Express, Band 16, S. 5757

ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer


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