Nell’estate del 2021 un impianto di ricerca sulla cima delle Alpi Svizzere ha messo alla prova l’uso di un laser a impulsi ultracorti per deviare i fulmini e indirizzarli su un parafulmine. I risultati della ricerca appena pubblicati hanno dimostrato che il laser può effettivamente indicare la via ai fulmini.
Il progetto di ricerca si chiama Laser Lightning Rod ed è guidato da un consorzio europeo che comprende anche ArianeGroup, la joint venture che produce i lanciatori Ariane, e l’azienda tedesca Trumpf, la quale ha fornito il “super laser” per la sperimentazione.
I test sono stati effettuati sulla cima del monte Säntis a circa 2.500 metri di quota sfruttando una torre per le telecomunicazioni alta 124 metri. Nei suoi pressi è stato installato un laser in grado di generare impulsi laser a 1.030 nm con 720 mJ (millijoule) di energia per impulso, una durata dell’impulso di 920 femtosecondi e una frequenza di ripetizione di 1 kHz.
Per l’esperimento il laser è stato però depotenziato, portando l’energia di uscita a 500 mJ, mentre l’impulso è stato ridotto a una durata di 7 picosecondi per evitare di danneggiare le ottiche del telescopio usato per indirizzare il laser verso il cielo con un fascio di 250 mm di diametro. Un picosecondo equivale a un millesimo di miliardesimo di secondo.
Durante fenomeni temporaleschi, lo scopo del laser è quello di usare un suo impulso sparato verso il cielo in modo da creare un campo elettrico così forte da strappare direttamente gli elettroni dai loro atomi, creando le cariche opposte necessarie alla formazione del fulmine. Il fulmine segue quindi la via del laser che lo conduce al parafulmine vero e proprio sulla cima della torre.
Non è la prima volta che si prova a usare un laser di questo tipo per “attirare” i fulmini, ma altri esperimenti hanno fallito perché i laser utilizzati hanno sparato solo pochi impulsi al secondo. Il gruppo di ricerca sulla cima del Säntis ha invece utilizzato un laser che spara 1.000 impulsi ad alta energia al secondo, aumentando le possibilità di intercettare i fulmini.
Tra il 21 luglio e il 30 settembre 2021, il laser è stato utilizzato per circa 6 ore di attività temporalesche entro 3 km dalla torre. La torre è stata colpita da almeno 16 fulmini, 4 dei quali si sono verificati durante l’attività del laser e hanno rappresentato i risultati della ricerca.
Nell’unica testimonianza con un cielo sgombro, due telecamere ad alta velocità usate per la sperimentazione hanno mostrato chiaramente un fulmine che ha seguito la linea retta del raggio laser, invece di seguire un percorso ramificato.
Durante l’intero periodo di funzionamento del laser lo spazio aereo è stato chiuso dalle autorità preposte. Inoltre, il traffico è stato monitorato da un ricetrasmettitore automatico di sorveglianza in grado di spegnere automaticamente il laser in caso sorvolo di velivoli nella zona temporaneamente chiusa.
Parte dell’esperimento era volto a capire se il laser potesse spingere le nubi temporalesche a scaricarsi e quindi a produrre fulmini. Ma i risultati hanno dimostrato che sebbene per il 100% dei casi in cui il laser era presente è stato misurato un effetto del laser, il laser è stato attivo anche per molte ore senza incanalare i fulmini; quindi verrebbe a mancare la sua funzione “proattiva”.
Secondo i ricercatori, fasci di laser simili potrebbero guidare i fulmini lontano da installazioni sensibili e su un parafulmine distante rispetto alla posizione del laser.
