美国首屈一指的闪电实验室能重振其叛变精神吗？

随着一场雷雨沸腾进入新墨西哥州中部的山区，朗缪尔实验室的研究人员正在检查他们的火箭，爬进发射台下面的一个钢制掩体，等待合适的时机向云层开火，希望闪电能反击。在大约一英里外的一座控制塔的玻璃冲天炉上，朗缪尔的工作人员扫描了附近的步道，寻找徒步旅行者，并向掩体机组人员发出了五分钟窗口的信号。

大气研究设施主任哈拉尔德·伊登斯(Harald Edens)表示：“一切都必须完美地到位--风暴必须在头顶上，每个人都必须做好准备，风暴必须建立一个电场。”

地堡里的研究人员然后用无线电回放倒计时5秒。在“开始！”其中一枚撞上了头顶发射火箭的气动开关，火箭由一根钢丝拴在发射台上。控制塔上的观察者看到了一丝烟，如果一切顺利的话，还有一道灼热的闪电，从地面向云端分叉。随着大部分隆隆声滚开，雷声嘎嘎作响或嗡嗡作响。掩体里的无线电发射出激动人心的呼喊声。

高速摄像机以每秒6000帧的速度记录下了罢工过程。回放时，动作跨度为几秒，而不是几分之一秒。黑白图像显示，闪电从这个光秃秃的山峰上穿过天空，自1963年以来，科学家们一直在那里激发、测量和拍摄雷暴，以更好地了解它们是如何工作的。

但朗缪尔已经六年没有人触发过闪电了。这个尖端的设施是闪电研究人员的播种场，一直在努力获得资金，并组装许多必须与引发罢工的部件对准的部件。尽管如此，去年成为主任的伊登斯正在努力更新实验室，使其成为闪电研究的温床和吸引有动力的学生的磁铁。他还希望保留该网站的根基，去年秋天他向美国地球物理联盟(American Earth Physical Union)描述称，该网站利用了“科学的不法之徒和叛逆者”，同时寻找新的、多样化的合同来帮助支付账单。

朗缪尔是研究闪电和雷暴以及研究它们的工具的基础场所。在第二次世界大战期间，当时在新墨西哥大学工作的E.J.沃克曼对大气电力产生了兴趣，并开始囤积废弃的军用物资和仪器。事实上，该实验室的“废墟”仍然包括一个导弹发射井和喷气发动机。当大学试图从他的合同中分一杯羹-这是现在的标准做法，但不是那时-他拒绝了，并搬到了新墨西哥州矿业与技术学院，那里仍然是实验室的所在地。他确保了进入附近国家森林的一座山峰，在一年内挖出了一条狭窄的土路(这仍然需要一辆高净空车辆)，并以不到100万美元的价格建造了实验室。很快，科学家们将气球携带的仪器放样到雷雨中，以测量它们的内部工作方式。

佛罗里达大学研究闪电的马丁·乌曼(Martin Uman)说：“我认为，人们所知道的关于雷暴充电和充电的许多知识，可能都是从气球在雷暴中飞行开始的”，在佛罗里达大学研究闪电的马丁·乌曼(Martin Uman)说。“他们刚刚有了一代又一代真正聪明的人，他们推动大气电力领域向前发展。”

乌曼指出，雷暴电荷会引发闪电，但闪电有自己的特点和影响。研究人员将这两种情况分开，但朗缪尔对这两种情况都进行了研究。

朗缪尔吸引了具有独立气质的科学家，他们愿意拆解和重新设计设备，或者自己建造设备，它过去是，现在仍然是一个挖掘非常规科学的人的地方。然后，这意味着在两座山之间架设一条电缆，试图向雷暴注入电荷。现在，这意味着应用严谨的科学来目击有关神秘球状闪电和其他现象的报道。

伊登斯说：“这就是朗缪尔实验室当时变得大起来的原因--它吸引了所有可以在没有太多繁文缛节的情况下进行实验的人。”“我们还有一点不法之徒的一面。”

朗缪尔是世界上为数不多的能够真正触发闪电的设施之一。通过用闪电反复爆破山顶的钢盒，他们只需仔细观察就可以更好地理解它，前提是他们建造的设备可以跟上瞬间发生的事件的步伐。

自1984年以来一直在该实验室工作的比尔·里森说：“我们测量东西的速度越快，我们看到的东西就越多，理解的东西也就越多。”“当然，我们对意想不到的事情的疑问也越多。”

里森与另一位长期与朗缪尔联系在一起的先驱物理学家保罗·克雷贝尔(Paul Krehbiel)合作，设计了揭示电暴内部运作的仪器。他们测量了云中的降水颗粒，结果表明，就在闪电之前，冰晶会沿着电场的方向排列。他们借鉴了肯尼迪航天中心的闪电探测设备的想法，制作了一个闪电测绘阵列，可以提供闪电的3D图片，并可以对其中的正负电荷进行彩色编码。这与干涉仪配对，干涉仪在阵列看到一个点的地方读取100个点，并显示电荷是如何发展的以及朝哪个方向发展。

该设备测量了雷暴的一些更细微的点，触及了一个一直徘徊在闪电周围的关键问题：雷暴是如何开始的？Langmuir的研究人员在2016年发表在“自然通讯”(Nature Communications)上的一篇文章中为一种理论提交了证据，该文章报告说观察到了数百条快速移动的“飘带”或放电，它们的行为更像是波浪或云，而不是通道。伊登斯说，这不是答案，而是朝着这个目标迈出了一步。

2020年夏天，实验室里静悄悄的。仪器仍然记录着暴风雨，每周左右，研究人员都会上前更换存储卡和电池。COVID的预防措施关闭了一些计划中的实验，但还有一个问题，就是朗缪尔，就像最近几年的许多研究机构一样，一直缺乏资金。

来自佛罗里达大学的乌曼说：“资助机构中的个人或委员会决定什么是重要的，什么不重要，在美国，关于闪电现象的资助和研究论文已经落后了。”佛罗里达大学也有触发闪电的设施，但几年来都没有，部分原因是资金问题。“美国科学基金的整体状况可以而且应该会好得多。”

在兰缪尔对面的谷底，有一个提醒，并不是每个研究机构都能反弹。那里的太阳黑子太阳天文台负责拍摄和研究太阳的高分辨率图像，现在只运行其四台望远镜中的一台。居住着天文学家的小镇大部分都被遗弃了。

因此，朗缪尔看到了多元化的价值。在寻找其他资金来源的过程中，该实验室将向私营公司以及新墨西哥州的两个国家实验室桑迪亚(Sandia)和洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)提供其仪器设计技能和其受限空域的罕见商品-打电话给联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)驾驶喷气式飞机-的合同。伊登斯仍然决心打击。

“我们想继续触发闪电，”他说。“我们绝不会就此罢休。”