В реальности заставить электрический разряд пролететь по воздуху именно туда, куда нужно, невероятно сложно: заряженным частицам нужен проводник, а воздух очень плохо проводит ток. Тем не менее, в живой природе есть существа, которые действительно умеют управлять электричеством. А ученые все ближе к тому, чтобы человек тоже овладел этим секретом.
Самый впечатляющий природный «электрик» — электрический угорь из Амазонки. Взрослая особь вырастает до двух с половиной метров и способна генерировать разряды до 860 вольт — это примерно в семь раз больше напряжения в американской розетке. «Электрические угри обладают удивительным контролем над своими суперспособностями», — говорит биолог из Института сохранения биоразнообразия имени Шику Мендеса в Бразилии Раймундо Нонато Мендес-Жуниор.
Секрет угрей заключается в тысячах специальных клеток-электроцитов, которые работают как крошечные батарейки. Они выстроены рядами, у каждой есть положительный и отрицательный полюса. Когда угорь решает ударить, все электроциты срабатывают одновременно. Слабые импульсы рыба использует для навигации и общения, а мощные — для охоты и защиты. Причем, поскольку вода рассеивает ток, угри научились выпрыгивать и бить головой по противнику в воздухе — чем выше прыжок, тем сильнее удар.
Но даже 860 вольт — ничто по сравнению с молнией. Каждый ее разряд несет энергию, которой хватило бы для электроснабжения дома в течение недели. Молния возникает, когда в грозовом облаке накапливается статическое электричество: частицы льда сталкиваются, обмениваются электронами, и часть облака становится сильно заряженной. Когда заряд достаточно велик, он ионизирует воздух, превращая его в плазму — горячий «суп» из свободных заряженных частиц, который становится невидимым проводником. «Как только плазма сформировалась, она работает как невидимый провод в небе», — объясняет физик Джерри Молони из Аризонского университета.
Недавно физики научились направлять молнию почти так же, как герои фантастики. В 2021 году швейцарским ученым удалось «поймать» разряд с помощью мощного лазера. Его луч выбивал электроны из молекул воздуха, создавая тонкий плазменный канал, по которому разряд прошел около пятидесяти метров, точно попав в вершину башни‑громоотвода. Лазерный луч можно направить в разные стороны, создавая плазменные «провода» в нужных точках пространства и управляя таким образом молниями.
Этот эксперимент стал важным шагом к тому, чтобы человечество действительно смогло направлять мощные электрические разряды по своему желанию. Правда, повторять его самостоятельно и без специальной подготовки пока не стоит: как шутит физик Джерри Мэлони, «если аспирант окажется рядом с работающим лазером во время грозы, он рискует испариться». Поэтому давайте пока что оставим грозовые удары профессионалам — и милым электрическим покемонам.
Ранее аппарат NASA впервые засек радиослед молнии на Марсе.
