https://frosthead.com

De ce strugurii trimit scântei care zboară în cuptorul cu microunde?

În 1995, Aaron Slepkov a apelat la un site web care descrie fenomenul neobișnuit al strugurilor cu microunde producătoare de plasmă. Imediat intrigat, viitorul fizician al Universității Trent și-a păstrat ideea în spatele minții, în timp ce înainta în carieră. Acum, aproape 25 de ani mai târziu, Jacqueline Detwiler, popularul mecanic, relatează că Slepkov a fost co-autor al primului studiu academic pentru a explora în profunzime trucul aprins.

Cele mai multe iterații ale experimentului YouTube de cascadorie încep prin apariția strugurilor tăiați aproape la jumătate - dar conectați încă de o bandă de piele - în cuptorul cu microunde. După câteva secunde, Natalie Parletta explică pentru Cosmos, strugurii se aprind, trimițând scântei de plasmă în aer.

Înainte de publicarea noii lucrări a lucrării Academiei Naționale de Științe, nimeni nu și-a luat efectiv timpul să se afle în știința din spatele reacției. După cum scrie Sophia Chen a lui Wired, ipoteza dominantă a pus că cele două jumătăți de struguri au servit ca antenă improvizată, direcționând un curent electric pe pielea care leagă fructele împărțite.

La rândul său, se credea că această scânteie generează plasmă, o stare de materie asemănătoare gazului, formată din atomi încărcați, notează Katherine J. Wu de la NOVA Next . Plasma, care se găsește în mod natural în fulger și în corona soarelui, poate fi produsă artificial cu ajutorul unor explozii intense de energie care deplasează electronii încărcați negativ de atomii.

De fapt, nici struguri înjumătățiți și nici așa-numita „punte de piele” nu sunt necesare pentru a declanșa o explozie de plasmă, spune coautorul studiului Pablo Bianucci de la Universitatea Concordia din Montreal. În schimb, Bianucci, Slepkov și Hamza Khattak, un student universitar de la Universitatea Trent, au descoperit că efectul poate fi replicat cu aproape orice sfera pe bază de apă, de dimensiuni de struguri, inclusiv mure mari, coacăze, ouă de prepeliță și chiar mărgele de apă cu hidrogel.

Echipa a ars prin 12 microunde pe parcursul cercetărilor lor Echipa a ars prin 12 microunde pe parcursul cercetării lor (Hamza K. Khattak / Universitatea Trent)

Cheia, relatează Wu NOVA, este asigurarea existenței a cel puțin două obiecte puse în contact direct între ele. Atunci când microundele care alimentează aparatul dvs. lovesc strugurii conectați sau o pereche sferică de dimensiuni similare, aceștia concentrează energia într-un spațiu mai mic decât media - și anume punctul latime de milimetru unde se întâlnesc obiectele - și produc scântei electrice în cauză.

Descoperiți revista Nathaniel Scharping evidențiază un alt mod de a privi exploziile fructate: în timp ce observă, diametrele strugurilor se potrivesc aproximativ cu lungimile de undă ale microundelor, creând o furtună perfectă de feluri care „captează” microundele din fructe. Atunci când energia prinsă formează un punct fierbinte la intersecția dintre cele două struguri, căldura se acumulează rapid suficient pentru a genera plasma.

În ciuda naturii aparent benigne a încălzirii strugurilor în cuptorul cu microunde, Anne Ewbank de la Atlas Obscura scrie că echipa a petrecut câțiva ani conducând cercetări cu ajutorul microundelor puternic modificate, tehnici de imagistică termică și simulări de computer. În total, oamenii de știință au ars printr-un uimitor 12 microunde. (După cum explică Jennifer Oullette, Ars Technica, funcționarea microundelor aproape goale generează cantități mari de „dăunătoare ale radiațiilor neabsorbite”).

Deși implicațiile studiului pot părea lipsite de importanță la prima vedere, Ewbank subliniază că cercetarea ar putea ajuta în continuare domeniul în plină expansiune a nanofotonicii sau studiul luminii la scară extrem de mică. Aceasta, la rândul său, poate avea implicații asupra intervenției chirurgicale, a călătoriilor în spațiu și a securității naționale, după cum adaugă Detwiler-ul Popular Mechanics .

Între timp, concluziile lui Slepkov, Bianucci și Khattak pot elucida problema mai largă a motivului pentru care anumite alimente - conform Erin Ross, NPR, kale, boabele verzi și morcovii sunt printre legumele cunoscute ca scânteie în cuptorul cu microunde - au o reacție electrică la viteza proces de încălzire.

Cu toate acestea, atențiile Wu ale NOVA, niciun om de știință nu încurajează activ cititorii să încerce să reproducă aceste tipuri de experimente acasă.

„Trebuie să fii atent să nu topesti o gaură în partea de sus a cuptorului cu microunde”, îi spune Khattak lui Wu. „Adică, puteți încerca asta, dar nu aș recomanda-o.”

De ce strugurii trimit scântei care zboară în cuptorul cu microunde?