Erstmals erfolgreich: Forscher fangen Blitze mit Laserstrahlen ab

Benjamin Franklin gehört zu den faszinierendsten Personen der Weltgeschichte. So war er einer der Gründerväter der Vereinigten Staaten, arbeitete an der Verfassung mit und handelte den Frieden von Paris aus, der den amerikanischen Unabhängigkeitskrieg beendete. Daneben fand er aber auch noch Zeit für wissenschaftliche Arbeiten und Erfindungen. Neben einem besonders raucharmen Ofen entwickelte er so beispielsweise 1752 auch den Blitzableiter und verhinderte so unzählige Brände. Die dahinter stehende Funktionsweise hat sich bis heute nicht grundlegend verändert. Allerdings bieten Blitzableiter auch keinen hundertprozentigen Schutz vor Blitzeinschlägen. Schon in den 1970er Jahren wurde daher vorgeschlagen, Blitze mithilfe von Laserstrahlen gezielt abzufangen. Ende der 1990er Jahre ist dies dann erstmals unter Laborbedingungen gelungen. Versuche in der freien Natur scheiterten allerdings 2004 und 2011. Nun vermelden Forscher des französischen „Laboratoire d’Optique Appliquée in Palaiseau“ einen Durchbruch: Ihnen ist es tatsächlich gelungen, einen Blitz gezielt in Richtung Blitzableiter zu führen.

Der Turm wird rund einhundert Mal im Jahr vom Blitz getroffen

Durchgeführt wurden die entsprechenden Tests in der Schweiz. Dort befindet sich auf dem Berg Säntis ein rund 124 Meter hoher Kommunikationsturm. Aufgrund seiner exponierten Lage wird er immer wieder von Blitzen getroffen. Die Anlage wurde daher schon in der Vergangenheit mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, um das Verständnis des Naturphänomens zu erhöhen. Nun installierten die Forscher dort auch ihren Laserstrahler. Dieser strahlt Licht mit einer Wellenlänge von einem Mikrometer und einer Wiederholungsrate von 1000 Hertz aus. Mithilfe von zwei Hochgeschwindigkeitskameras, die bis zu 24.000 Bilder pro Sekunde liefern, sollte dann das Zusammenspiel zwischen Laser und Blitz genau beobachtet werden. Dafür ist allerdings gute Sicht erforderlich, was während eines Gewitters keine Selbstverständlichkeit ist. Tatsächlich hatten die Forscher inzwischen aber Glück und konnten eine erste brauchbare Aufnahme machen. Darauf ist tatsächlich zu sehen, wie der Blitz dem Laserstrahl über rund fünfzig Meter folgt und dann in den Blitzableiter einschlägt.

Der Laser erzeugt einen besonders leitfähigen Kanal

Der Ansatz konnte somit erstmals erfolgreich in der freien Natur eingesetzt werden. Vergleiche mit anderen Blitzeinschlägen ohne Laser zeigten, dass auf diese Weise der Blitzableiter sehr viel zielgenauer getroffen werden kann. Perspektivisch könnte die Technologie beispielsweise an Flughäfen zum Einsatz kommen. Das dahinter stehende physikalische Phänomen ist noch nicht vollständig erforscht. Es gibt aber eine recht wahrscheinliche Hypothese. Demnach heizt der Laser seine Umgebung auf, wodurch Luftmoleküle abwandern. Rund um den Laserstrahl bildet sich somit ein Gebiet mit geringer Luftdichte und hoher Leitfähigkeit. Fachleute sprechen von einem Filament. Die hohe Leitfähigkeit sorgt dann dafür, dass der Blitz exakt die gewünschte Richtung einschlägt. Die Forscher sind sich daher sicher, dass es tatsächlich möglich ist, Blitze auch in der freien Natur mithilfe von Laserstrahlen abzufangen. Weitere Tests und Versuchsreihen sollen nun zu Verbesserungen und im besten Fall zu einem marktreifen Produkt führen.

Via: Nature