Los láseres que producen lluvia podrían desencadenar lluvias bajo demanda


Por Zeeya Merali La danza de la lluvia está recibiendo una renovación del siglo veintiuno con tecnología láser. Los físicos ópticos han demostrado que disparar láseres al aire puede desencadenar la formación de gotas de agua, una técnica que algún día podría ayudar a estimular la lluvia. Durante más de 50 años, los esfuerzos para tratar de inducir artificialmente la lluvia se han concentrado en la 'siembra de nubes', dispersando pequeñas partículas de yoduro de plata en el aire para que actúen como 'núcleos de condensación', o centros alrededor de los cuales pueden crecer las go

Por Zeeya Merali

La danza de la lluvia está recibiendo una renovación del siglo veintiuno con tecnología láser. Los físicos ópticos han demostrado que disparar láseres al aire puede desencadenar la formación de gotas de agua, una técnica que algún día podría ayudar a estimular la lluvia.

Durante más de 50 años, los esfuerzos para tratar de inducir artificialmente la lluvia se han concentrado en la 'siembra de nubes', dispersando pequeñas partículas de yoduro de plata en el aire para que actúen como 'núcleos de condensación', o centros alrededor de los cuales pueden crecer las gotas de lluvia. "El problema es que todavía no está claro que la siembra de nubes funcione de manera eficiente", dice el físico óptico Jérôme Kasparian en la Universidad de Ginebra, Suiza. "También hay preocupaciones sobre qué tan seguro es el medio ambiente para agregar partículas de yoduro de plata al aire".

Kasparian y sus colegas se dieron cuenta de que podría haber una alternativa más respetuosa con el medio ambiente. El disparo de un rayo láser formado por pulsos cortos en el aire ioniza las moléculas de nitrógeno y oxígeno alrededor del rayo para crear un plasma, lo que resulta en un "canal de plasma" de moléculas ionizadas. Estas moléculas ionizadas podrían actuar como núcleos de condensación natural, explica Kasparian.

Para probar si esta técnica podría inducir gotitas, los investigadores dispararon un láser de alta potencia a través de una cámara de nubes atmosféricas en el laboratorio que contiene aire saturado (ver video). Iluminaron la cámara con un segundo láser estándar de baja potencia, lo que les permitió ver y medir las gotas producidas. Inmediatamente después de que se disparó el láser, se formaron gotas de aproximadamente 50 micrómetros de ancho a lo largo del canal de plasma. Durante los siguientes tres segundos, las gotitas aumentaron de tamaño a 80 micrómetros cuando las gotitas más pequeñas se unieron. Los resultados del equipo se publican en línea en Nature Photonics .

Rainmaker

El siguiente paso para Kasparian y su equipo fue llevar la técnica afuera. Los investigadores ya tienen experiencia en el uso de canales de plasma para modificar el clima: en 2008, demostraron que un rayo de su 'láser Teramobile' portátil de alta potencia podría dispararse hacia las nubes de trueno, lo que provocó una descarga eléctrica. El haz pudo alcanzar su objetivo sin desviarse porque el canal de plasma generado modifica la velocidad a la que la luz viaja a través del aire, disminuyendo su velocidad en el centro del haz y acelerándolo en los lados. Esto hace que el rayo se auto-enfoque continuamente, ayudándolo a mantener una alta intensidad a través de grandes distancias (vea 'Rayo láser flexible disparado a través del aire').

Esta vez, Kasparian y sus colegas probaron el láser Teramobile en varias noches diferentes y en diversas condiciones de humedad. Una vez más, detectaron la cantidad de condensación inducida al monitorear la cantidad de luz dispersada por las gotas. En condiciones de baja humedad, el láser Teramobile no indujo gotas. Pero cuando la humedad era alta, el equipo midió hasta 20 veces más la dispersión de la espalda después de que se disparó el láser Teramobile que antes, dice Kasparian, lo que sugiere que se estaban formando gotas de condensación.

Roland Sauerbrey, un experto en física láser en el Centro de Investigación FZD Dresden-Rossendorf en Dresden, Alemania, dice que el equipo tiene el potencial de crear una "tecnología de vanguardia". "Esta es la primera vez que se usa un láser para causar condensación en el exterior", dice.

Sin embargo, la técnica está todavía en sus primeras etapas. "Solo podemos crear condensación a lo largo del canal del láser, por lo que no saldremos a llover mañana", señala Kasparian. Él y su equipo ahora están investigando si pueden crear condensación en un área más amplia, barriendo su láser a través del cielo.

Thomas Leisner, un físico atmosférico en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe, Alemania, sigue siendo cauteloso sobre la posibilidad de ampliar la técnica de esta manera. "Soy escéptico de que esto pueda usarse para provocar la lluvia a pedido", dice. Pero agrega que la tecnología tendrá otros usos. Los investigadores ahora deben calibrar la relación entre la cantidad de condensación producida por el láser y las condiciones atmosféricas prevalecientes, dice. "Podrían usar la cantidad de condensación producida por su láser como una medida de la saturación de agua para ayudar a pronosticar la probabilidad de lluvia", dice.

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