俘获闪电令其改道.doc

俘获闪电，令其改道　　人们常能看到这样的景象：一条有如动脉血管的闪电在天上闪过之后，随即一声震耳欲聋的响雷便划破了天空的寂静这种自然现象既壮观又危险，每年全世界约有500人因雷击而丧命，还有不计其数的房屋和工业设施被雷电毁坏它迫使科学家们研究新的更有效的防御措施闪电是云层和大地之间快速连续放电的结果：长3公里的中等闪电散发的热量等于200亿焦耳，温度可达摄氏1.5万度该如何防御它所带来的危险呢？东京大学的一些科研人员第一次成功地用激光束使闪电偏离方向，激光束为闪电〝平整道路〞，为它提供一条便捷并且有吸引力的路线事实上，激光把空气中的分子加热，使它们不仅有足够的能量分离成原子，而且能使它们达到等离子状态〔电子脱离了原子核后，两者共同形成了温度极高的气体〕这种〝炽热离子肉汤〞有一个特点，它很容易被像闪电那样的电流穿过这样就产生了一个所谓的等离子体通道〔虚通道，因为它没有固体外形，而是粒子组成通道〕，它好像是〝沥青〞，在空气中建造了许多〝柏油路〞，以此来吸引闪电并使之改道要做到这一点必须成功地预测到闪电什么时候发生，这就是日本研究中心为什么装备了许多尖端的控制系统，以随时测量云层和大地之间电场种种变化的原因。

这些变化正是发生雷电的前奏，这些系统直接与激光装置相连接要使这些设备运作很不容易：为了掌握何时出现闪电，科研人员往往在最差的气候条件下进行工作此外，他们还发现，柔软而细微的雪花会消弱高能的等离子体通道如何克服雷电：日本科研人员已经过行了多种实验，希望找到一个制服雷电的方法大图所示的方法叫做〝等离子体通道〞事实上，高50米的〝闪电引导塔〞一端〔见大图的左下角〕，装有一面2019万千瓦最强激光束的反射镜把射镜产生了用来引导闪电的〝等离子体通道〞宙斯的〝Z〞字形：〔1〕图为了验证他们的理论，即用〝等离子体通道〞驾驭闪电方向的可能性，日本科研人员选择一条Z字形的线路在这条线路上放电〔上图〕的结果证实，放电完全按〝通道〞形状行进这种技术尚待改进，特别要改进激光的效果和大规模的驾驭技术被迫冲向云层：图〔2〕说明激光迫使闪电改道闪电向上明显的分岔显示的是〝闪电引导塔〞发射的射向云层的〝等离子体通道〞一种物质激光：由完全无秩序移动的能量〝团〞组成的普通光其活动像波浪一样而激光是由原子发射的排列整齐的波束其波峰在整个光束中都是一致的量子力学也有类似的假设，即物质化学反应中的最小粒子──原子的活动也像波浪一样。

左图的原子激光证实了这一前景：原子可以有秩序生相干地被发射。