Άμα δεν νιώθεις... Δεν νιώθεις... τέλος

Άσε που αν το συνδυάσεις και με εμμονές, τότε άστα να πάνε. Φυσικά υπάρχει και ο εγωισμός που λειτουργεί σαν ενισχυτής και παραμορφωτικός φακός ταυτόχρονα, που διαστρεβλώνει την αντίληψη και πετά από το παράθυρο την όποια πιθανότητα κατανόησης. Παλιό λοιπόν το σπορ της διαστρέβλωσης των επιστημονικών ειδήσεων, προκειμένου να υποστηριχθεί σ' αυτή την περίπτωση η εμμονή και η θεματολογία του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος αιώνος αμήν...

Τώρα παραδέχονται ότι μπορούν να ελέγξουν τον καιρό!, μας λέει ο δημοσιογράφος, που ξεσπαθώνει στο άρθρο του...

Ενα από τα θέματα που είχαν δεχτεί σκληρή κριτική όταν τα παρουσιάζαμε στην εκπομπή "Οι Πύλες του Ανεξήγητου", ήταν αυτό που είχε σχέση με την προσπάθεια ελέγχου του καιρού μέσα από συγκεκριμένες υπερσύγχρονες συσκευές! (...εδώ αναφέρεται σε σχετικές εκπομπές για τα "υπερόπλα" Τέσλα, το HAARP και τα chemtrails φυσικά...)

Δεκάδες "φωστήρες" από αυτούς που νομίζουν ότι κατέχουν την απόλυτη γνώση και αρνούνται ο,τιδήποτε το διαφορετικό, είχαν αντιδράσει έντονα κατηγορώντας μας για "συνωμοσιολογία" και ... επιστημονική φαντασία!

Η όλη ιστορία θυμίζει την φάση με το εξωγήινο βακτηριδιάκι που... δεν ήταν εξωγήινο όμως... Και το παραλήρημα συνεχίζει,

Σήμερα, έρχονται επισήμως επιστήμονες και ανακοινώνουν - ή μήπως το σωστό είναι παραδέχονται;- ότι ένα δυνατό σύγχρονο λέιζερ είναι ικανό να προκαλέσει τεχνητή βροχή!

3 λαλούν και 2 χορεύουν...

Την πρόσφατη είδηση, χωρίς τις μπούρδες, μπορεί να την βρει κανείς εδώ, Ριπές λέιζερ «θα μπορούσαν να ελέγχουν τις βροχοπτώσεις» (in.gr), όπου τα πράγματα παρουσιάζονται ελαφρός διαφορετικά από ότι θα ήθελαν κάποιοι.

Ας επιστρέψουμε λοιπόν στην επιστημονική πραγματικότητα, για να ξεχωρίζουμε την μπούρδα από τα γεγονότα. Η εργασία λοιπόν για την οποία γίνεται η όλη κουβέντα, είναι η, Field measurements suggest the mechanism of laser-assisted water condensation (Nature Communications (2011), Article number: 456), και αποτελεί συνέχεια μιας περσινής δουλειάς δημοσιευμένης στο nature photonics, Laser-induced water condensation in air (Nature Photonics 4, 451 - 456 (2010)), στην οποία είχε κάνει αναφορά και το physics world στο άρθρο, Making rain with lasers (physics world). Οι δύο αυτές δουλειές αποτελούν κομμάτια μιας συνολικότερης ερευνητικής προσπάθειας που έχει να κάνει με εφαρμογές των LASERs στην έρευνα στην ατμόσφαιρα. Μια σχετική αναζήτηση στο google scholar για δημοσιεύσεις αυτής της ερευνητικής ομάδας, μας δείχνει ότι οι εφαρμογές προς τις οποίες στοχεύει αυτή η έρευνα αφορούν την δυνατότητα ελέγχου των κεραυνών, την δυνατότητα εκτέλεσης ατμοσφαιρικών μετρήσεων διαφόρων αερολυμάτων από το έδαφος και τελικά την δυνατότητα δημιουργίας σταγόνων βροχής. Ενδεικτικά, κάποιες εργασίες που μπορεί να βρει κανείς επιπλέον των προηγούμενων και στις οποίες γίνετε αναφορά στις παραπάνω εφαρμογές, είναι οι παρακάτω:

White-light filaments for atmospheric analysis (Science, 2003),
Ultrashort filaments of light in weakly ionized, optically transparent media (L Bergé et al 2007 Rep. Prog. Phys. 70 1633 ),
Influence of pulse duration, energy, and focusing on laser-assisted water condensation (Appl. Phys. Lett. 98, 041105 (2011)),

ενώ υπάρχει και το άρθρο, Laser-Based Weather Control (Optics & Photonics News, 2010), από τον Αύγουστο του 2010 όπου παρουσιάζονται όλα αυτά με λιγότερο τεχνικό τρόπο. Το τελευταίο άρθρο λοιπόν κλείνει με τους συγγραφείς, Jérôme Kasparian, Ludger Wöste και Jean-Pierre Wolf, να λένε:

Although lighting control or triggering rain on a real scale remain science fiction for now, the spectacular results that the Teramobile team has achieved, both in the laboratory and in the atmosphere, have brought these dreams of humankind closer to reality.

Science fiction ή επιστημονική φαντασία ελληνιστή, μάλιστα... Και γιατί είναι αυτό; Ας δούμε λίγο τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στις δύο εργασίες στο nature photonics και στο nature communications.

Στην πρώτη εργασία λοιπόν, οι ερευνητές πραγματοποίησαν αρχικά ένα πείραμα σε ελεγχόμενες συνθήκες όπου κατεύθυναν την δέσμη laser μέσα σε έναν θάλαμο φυσαλίδων, στον οποίο παρατήρησαν τα παρακάτω,

Highly reproducible filament-induced water condensation trails were observed with the naked eye when the filaments were launched into the atmospheric cloud chamber at a saturation of $$ \reverse\opaque S=2.3\pm0.7$$ (that is, a relative humidity, $$\reverse\opaque RH=230\pm70\%$$) and a temperature T = -24 C. In ten experiments, we were able to confirm this qualitative observation by recording the corresponding evolution of droplet density and size distribution using a Malvern Spraytec aerosol particle sizer. The particle sizer gave access to particles greater than 2.4 μm only, so the condensation nuclei (CN) and cloud condensation nuclei (CCN) could not be detected. The initial size distribution featured three modes at diameters of 4, 50 and 250 μm.

που σημαίνει ότι σε συνθήκες σχετικής υγρασίας της τάξης του 230% και σε θερμοκρασία -24 C, παρατήρησαν τον σχηματισμό σταγονιδίων με διαμμέτρους στην περιοχή των 4, 5 και 250 μm. Φυσικά υπάρχουν και άλλες λεπτομέρειες σχετικά με την δυναμική των παραγόμενων σταγονιδίων, τις οποίες μπορεί να βρει όποιος ενδιαφέρεται στο άρθρο. Παρόμοια μέτρηση επαναλήφθηκε και με διαφορετικές συνθήκες μέσα στο θάλαμο φυσαλίδων, όπου η θερμοκρασία κυμαινόταν στην περιοχή των 20-60 C και η σχετική υγρασία στην περιοχή του 70-90%. Τα αποτελέσματα σ'αυτή την περίπτωση δεν είναι τόσο ξεκάθαρα, αλλά μετρήθηκε αύξηση στο σκεδαζόμενο φως που υποδεικνύει την δημιουργία σταγονιδίων. Τέλος, το πείραμα επαναλήφθηκε και στην ατμόσφαιρα, όπου

To provide a definitive demonstration of the capability of laser filaments to trigger condensation, not only in controlled laboratory conditions but also in real atmospheric conditions, we performed open-field experiments in the late autumn of 2008 in Berlin, Germany, under conditions of polar air mass, providing a high relative humidity (RH = 90–93%) together with low level of background aerosols (70 km horizontal visibility). The laser was launched vertically into the atmosphere, at a repetition rate of 5 Hz. The filaments were most active between heights of 45 and 75 m. Their strength then decreased over a few tens of metres
beyond this range. The aerosol content of the atmosphere was monitored by LIDAR (light detection and ranging) using a low-power frequency-doubled Nd:YAG laser at 10 Hz repetition rate. This allowed the performance of differential measurements of the changes induced by the terawatt laser pulses preceding the LIDAR pulses. The LIDAR return signals provide range-resolved measurements of the total volume backscattering coefficient β, which comprises a molecular contribution (Rayleigh scattering is subtracted in the data processing) and an aerosol contribution (Mie scattering).

Δηλαδή, σε ατμοσφαιρικές συνθήκες σχετικής υγρασίας περίπου 90%, έγινε προσπάθεια να μετρηθούν μεταβολές στο προς τα κάτω σκεδαζόμενο φως ενός δεύτερου laser (η μέθοδος LIDAR) το οποίο ήταν προσανατολισμένο κατά μήκος της δέσμης των παλμών του πρώτου laser, προκειμένου να διαπιστωθεί αν οι παλμοί προκαλούσαν αλλαγές στην παρουσία αερολυμάτων και σταγονιδίων (τα οποία σκεδάζουν το φως με σκέδαση Mie) μέσα στην ενεργή περιοχή (η οποία βρισκόταν σε ύψος περίπου ανάμεσα στα 45 και 75 μέτρα). Όπως μπορεί να καταλάβει κανείς, μια τέτοια μέτρηση κρύβει πολλές δυσκολίες. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν κάποιο συσχετισμό ανάμεσα στην αύξηση του σκεδαζόμενου φωτός και την πυροδότηση των παλμών του laser (μετρήθηκε αύξηση στον συντελεστή σκέδασης β της τάξης του 0.5% μετά από τους παλμούς του laser, που σύμφωνα με το άρθρο αντιστοιχεί σε τιμές σκέδασης που παρατηρεί κανείς σε συνθήκες ομίχλης, "The latter value -of β- is typical of haze..."), που υποδεικνύει ότι μάλλον οι παλμοί είχαν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό σταγονιδίων.

Η εργασία κλείνει με το συμπέρασμα:

As a conclusion, we have experimentally demonstrated that selfguided filaments generated by ultrashort laser pulses can assist water condensation, even in an undersaturated free atmosphere. Potential contributing mechanisms include photo-oxidative chemistry and electrostatic effects. The phenomenon provides a new and attractive tool for remote characterization of the humid atmosphere and cloud formation. In addition, it may even provide the potential to influence or trigger water precipitation using continuously operating lasers rather than rockets.

Με λίγα λόγια, το άρθρο απλά παρουσιάζει ένα proof of principle για την δυνατότητα να δημιουργηθούν σταγονίδια νερού στην ατμόσφαιρα με την βοήθεια παλμών laser υψηλής ισχύος. Τίποτα λιγότερο, τίποτα περισσότερο. Τα αποτελέσματα αυτά σχολιάζονται όπως είπα και παραπάνω στο άρθρο του physics world, Making rain with lasers.

Ας δούμε τι λέει και η δεύτερη εργασία που δημοσιεύτηκε πριν λίγες μέρες στο nature communications και πυροδότησε το ιερό ξέσπασμα του δημοσιογράφου.

Η εργασία ξεκινά αναφέροντας στο abstract ότι,

Here we show, using field experiments conducted under various atmospheric conditions, that laser filaments can induce water condensation and fast droplet growth up to several μm in diameter in the atmosphere as soon as the relative humidity exceeds 70%. We propose that this effect relies mainly on photochemical formation of p.p.m.-range concentrations of hygroscopic HNO3, allowing efficient binary HNO3–H2O condensation in the laser filaments.

και συνεχίζει αναφέροντας στα αποτελέσματα ότι,

We investigated atmospheric water condensation initiated by the Teramobile mobile femtosecond–Terawatt laser system operating continuously and generating ~10 filaments over typically 15–20 m. We shielded the latter from wind by an open chamber and sampled the aerosols alternatively at 2 cm distance from the filaments and in background atmospheric conditions. Comparing the corresponding particle densities clearly evidences the laser-induced increase of the particle number in each size class, even far below water vapour saturation. The most spectacular effect is observed on nanoparticles of ~25 nm diameter. For example, at 75% RH, the nanoparticle density typically increased by $$\reverse\opaque 5\times 10^4-10^5 cm^{-3}$$ (3–6 times the background concentration), while 10 μm particles increased by a few particles per litre (up to 30% of background)... Furthermore, these particles do not reevaporate significantly. For example, 25-nm-diameter particles have been observed to last over at least 20 min, limited by the diffusion out of the measurement chamber.

Με λίγα λόγια, η συγκεκριμένη εργασία συνεχίζει και επιβεβαιώνει την δουλειά που ξεκίνησε η ομάδα με την περσινή της δημοσίευση. Σύμφωνα με τα παραπάνω, το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε ατμοσφαιρικές συνθήκες, αλλά σε προστατευμένο χώρο από τον άνεμο (που ήταν πρόβλημα στο προηγούμενο πείραμα). Υπήρχε ένας οριζόντιος ανοιχτός θάλαμος, μέσα στον οποίο το laser δημιουργούσε τις συμπυκνώσεις των σταγονιδίων και μετά με άλλα όργανα κάνανε δειγματοληψία των αερίων ($$\reverse\opaque O_3,\;NO_x$$)και των σωματιδίων που είχαν σχηματιστεί και από εκεί βγάζανε τις συγκεντρώσεις των διαφόρων αερίων και τα χαρακτηριστικά των διαφόρων σταγονιδίων. Η πειραματική διάταξη φαίνεται χονδρικά στο παρακάτω σχήμα,

Τα αποτελέσματα λοιπόν σε ότι αφορά την δημιουργία των σταγονιδίων (ένα μεγάλο μέρος της εργασίας αφορά και την δημιουργία των διαφόρων αερίων όπως όζον κλπ.) είναι ότι ακόμα και σε συνθήκες σχετικής υγρασίας 75%, μπορούν να σχηματιστούν σταγονίδια με διαστάσεις της τάξης των μερικών νανόμετρων ($$\reverse\opaque 1nm=10^{-3}\mu m=10^{-6}mm$$) και για την ακρίβεια ο αριθμός τους αυξάνεται από το laser κατά 3-6 φορές σε σχέση με το υπόβαθρο και αυτά τα σωματίδια μπορούν να παραμείνουν σταθερά μέχρι και 20 λεπτά. Για μεγαλύτερα σωματίδια όμως, διαστάσεων μερικών μικρόμετρων, η αύξηση που παρατηρήθηκε στον αριθμό των σωματιδίων δεν ήταν τόσο θεαματική (μόλις μερικά σωματίδια παραπάνω ανά λίτρο, δηλαδή περίπου 30% αύξηση).

Αυτό ήταν λοιπόν το αποτέλεσμα της εργασίας (φυσικά η εργασία δεν παρουσιάζει μόνο αυτά, αλλά σε ότι μας αφορά αυτή είναι χονδρικά η ουσία). Να επισημάνω εδώ ότι μιλάμε για σωματίδια στην περιοχή από 10nm μέχρι 10μm περίπου. Οι σταγόνες της βροχής έχουν διαστάσεις της τάξης του mm (0.1 - 9 mm). Δηλαδή μιλάμε για σταγονίδια 10 ως 10000 φορές μικρότερα, και στην καλύτερη περίπτωση όπου η αύξηση ήταν η μεγαλύτερη είμαστε προς τα 10000 φορές μικρότερα. Δηλαδή είμαστε το πολύ στην περιοχή όπου μιλάμε για κάποιο σχηματισμό νεφών. Μάλιστα.

Πραγματικά, δεν μπορώ να καταλάβω πως κάποιος, ακόμα και αν το τραβήξει από τα μαλλιά, μπορεί να βγάλει από όλα αυτά το συμπέρασμα ότι οι επιστήμονες παραδέχονται ότι μπορούν να προκαλέσουν τεχνητή βροχή και να ελέγξουν το κλίμα...

Εδώ ταιριάζει το πολύ πετυχημένο comic από το SMBC σχετικά με το πως οι δημοσιογράφοι παρουσιάζουν διαστρεβλωμένα τα επιστημονικά νέα (πόσο μάλλον όταν έχουν και προσωπική ατζέντα)




Κλίνοντας και αφού έχω αφιερώσει τον χρόνο για όλα τα παραπάνω, αναρωτιέμαι, ήταν ενδιαφέρουσες οι συγκεκριμένες εργασίες; Ίσως να είναι ενδιαφέρουσες για όσους ασχολούνται με τα lasers, αν και δεν νομίζω ότι θα είναι τόσο οι συγκεκριμένες, όσο οι εργασίες που τις συνοδεύουν και ασχολούνται με τα ίδια τα lasers (και τον μηχανσιμό Kerr για παράδειγμα που έχει να κάνει με την αυτοεστίαση του laser ή εφαρμογές του μηχανισμού όπως αυτή εδώ, "Hawking Radiation from Ultrashort Laser Pulse Filaments", που έχει να κάνει με τα ανάλογα μελανών οπών, αυτά είναι πραγματικά πολύ ενδιαφέροντα πράγματα). Ίσως να είναι ενδιαφέρουσες για όσους ασχολούνται με την ατμόσφαιρα και τους μηχανισμούς δημιουργίας συμπυκνώσεων στην ατμόσφαιρα. Ναι, μάλλον γι' αυτούς θα πρέπει να είναι κάπως ενδιαφέρουσες. Αλλά πραγματικά, νομίζω για κανέναν άλλον, εκτός από αυτούς που βλέπουν συνωμοσίες, υπερόπλα και φαντάσματα.

Πέρα από όλα αυτά, υπήρχε μια πραγματικά "ενδιαφέρουσα επιστημονική είδηση της εβδομάδας", η οποία φυσικά και βιάστηκε σε ότι αφορά τον τίτλο τουλάχιστον από όλα τα ΜΜΕ που σέβονται τον εαυτό τους. Ποια ήταν αυτή; Μα φυσικά το άστρο που "δεν υπάρχει"...
Μπορεί να γράψω κάτι και γι'αυτό, αν και το βλέπω δύσκολο.