第338話：呼喚閃電的物理學家

­關於電磁波的謠言滿天飛，比如說「別在電車月台上用手機加閃光燈拍照，會引來電車線的高壓電而遭到電擊」或是「雷雨時用手機的話，手機電磁波會引導落雷打在你身上」。關於這些流言，已經有不少機構進行查核與澄清，不過謠言永遠跑得比澄清快，至今依然歷久不衰。

到底「光＝電磁波」會不會引來雷擊呢？

最新的研究顯示，答案是「會」。科學家已經成功利用光（＝電磁波）引導閃電落在指定地點。

咦？那不就證明了前面那些謠言是真的，打臉了各「事實查核」單位嗎？

先別急，謠言之所有能夠流傳，必定是有一部分是「真的」，或「看起來很像真的」。如果從頭到尾一看就是唬爛，那就不會有那麼多人信以為真並廣為流傳了，而是會拿來當作博君一笑的梗圖而已。像手機、電磁波這種跟科技有關的謠言，取信讀者的方式通常是：「定性」上看起來有可能，不過只要一作「定量」的分析，就會發現是無稽之談。

可惜的是，大部分的讀者一看到「要用物理原理來算數學了」就一陣頭大直接放棄治療，所以通常看到了「定性上可能」，就會覺得「寧可信其有」，這是科學相關謠言佔便宜的地方。所以要避免被騙，大家還是來學物理啦！（立刻又跑走一堆人）

回歸本題，這次的實驗是由瑞士日內瓦大學（Université de Genève）以及巴黎綜合理工學院（Ecole Polytechnique）等跨國機構學者組成的團隊，在瑞士東北部的Säntis山頂（標高2502公尺）所進行的實驗。

將高功率的雷射射向空中，會將空氣游離變成電漿，這些帶電粒子等於在絕緣的空氣中拉出一條會導電的迴廊，由於電流會走阻力最小的路徑，所以閃電就會被引導過來。

不過「用光引來雷擊」的話，落雷不是一發就會把射出光的實驗裝置給打爆了嗎？別擔心，實驗用的雷射光路徑會從一座高124公尺的電波塔旁邊略過，當落雷沿著雷射光打過來，掠過電波塔頂端時，就會被引導到電波塔頂端的避雷針，然後導入地下。

在實驗裝置的周邊數個地點，研究團隊設置了量測各波段電磁波的偵測器，以及高速攝影機。

在2021年七月到九月之間的實驗，Säntis電波塔一共遭到16次的雷擊，其中有四次是在雷射發動的時候發生。拍攝到的影像可以清楚看到閃電的路徑。

論文接下來（佔了最多篇幅）的部分，就是要利用各種量測資料與統計方法證明，這四次的雷擊，的確是由雷射引導下來的。這個並不容易，因為「高山上裝了避雷針的電波塔」被雷打中是家常便飯，必需要有足夠的證據才能說服其他科學家。

這個研究尚未經過審核正式發表，而是先發表在給大家「搶先看」的預印本資料庫「arXiv.org」上，發表日期是2022/07/08。

到這裡為止，如果這個研究成果正確無誤的話，我們的確可以用電磁波把閃電引導到預先設定的地方，這對於防災很有幫助。那到底手機的電磁波會不會引來雷擊呢？接下來就要做一點定量分析了，不要急著逃走喔！

所使用的雷射光波長是1030奈米的紅外線，每一發的能量是 720 mJ（0.72焦耳），持續時間是920飛秒（femtosecond，一飛秒 = 1000兆分之一秒），時間非常短，所以稱為「脈衝雷射」，每秒打 1000 發這種脈衝。

「功率」是每秒發射的能量，所以這個雷射光的功率是「720 mJ 除以 920 fs」會得到「7800億瓦」這個驚人的數字，大約相當於10億台微波爐同時打開的消耗功率。「銀河英雄傳說」中的伊謝爾倫要塞主砲「雷神之鎚」，功率是924兆瓦，所以只要集合1200套科學家做實驗的雷射，瞬間功率就可以達到雷神之鎚的等級。你看現代科學是不是還滿離譜的！離科幻的世界越來越近了！

由於1/1000是「mini」，所以我們可以把這次實驗的雷射稱為「迷你雷神之鎚」。

所以除非你的手機瞬間可以發出10億台微波爐的功率，或者是雷神之鎚1/1200之威力，並且集中一點射出，就可在沿線上將空氣分子的外層電子剝離變成電漿態，的確有可能害你被電擊啦，不過在這之前，該擔心的應該是「每次打電話都像是在用雷射槍打自己的頭」吧！

arXiv 論文：https://arxiv.org/abs/2207.03769