Mikrovågade druvor spottar plasma och forskare vet äntligen varför

Pin
Send
Share
Send

Om du skulle släppa en skuren druva i mikrovågsugnen och värma den, skulle något otroligt hända: Den lilla frukten skulle spottas ut små glödande strålar som råkar vara ett konstigt tillstånd av materia som kallas plasma.

Och nu har forskare upptäckt mysteriet om varför druvor antänds på detta sätt: Mikrovågorna skapar "hotspots" av elektromagnetism, avslöjade en ny studie.

Virala internetvideor har visat detta kökljusshow, som uppstår när en halverad druva (med halvorna fortfarande ansluten av huden) sprängs av strålning i en mikrovågsugn. Små fontäner med strålande plasma - gas laddad med joner - spricker från den plats där druvhalvorna ansluter. Det är en häpnadsväckande syn, men även om videor som visar detta fenomen har funnits i mer än två decennier, visste forskare inte varför sådana druvpyrotekniker hände.

För att komma till botten i mekaniken filmade Pablo Bianucci, docent vid Institutionen för fysik vid Concordia University i Montreal, och kollegor nyligen en mängd olika druvor, hydrogelpärlor och vattenfylld vaktelägg med höghastighetskameror som skjuter 1 000 bildrutor per sekund. Forskarna använde hushållsmikrovågor med funktionshindrade skivspelare, som arbetade vid 2,4 gigahertz; forskarna modifierade också en mikrovågsugn så att de kunde fånga termisk avbildning genom att använda en speciell dörr som mestadels var transparent för våglängderna som en termisk kamera har sett.

Resultaten visade att en mikrobølge druvs storlek och sammansättning - särskilt mängden vatten den innehåller - avgör fruktens förmåga att tända, berättade Bianucci till Live Science i ett e-postmeddelande.

Här är anledningen: Storlek och vatteninnehåll påverkar hur druvor - eller andra små sfärer, som pärlor, bär, druvtomater eller oliver - interagerar med mikrovågsstrålning, förklarade Bianucci.

"Det finns ett lyckligt sammanfall i det faktum att druvorna har både rätt sammansättning (mestadels vatten) och storlek" så att en enda våglängd av mikrovågsstrålning nästan helt passar in i druvan, vilket betyder att druvan kan "fälla" mikrovågor, sade han .

När två anslutna halvor av en druva bombarderas med strålning, kan mikrovågor som fångas i vävnaderna på varje hälft använda den anslutande huden som en bro, "hoppar" från en druvs hemisfär till den andra, enligt Bianucci.

"Detta resulterar i en" hotspot "med ett mycket starkare elektromagnetiskt fält mellan druvorna," sade han. "Det är detta starkt förstärkta fält som resulterar i generering av plasma."

Forskare genererade plasma inte bara med druvor, utan också med blåbär (uppe till vänster), krusbär (uppe till höger), druva tomater (längst ner till höger) och oliver (längst ner till vänster). (Bildkredit: Hamza Khattak / Trent University)

Före forskarnas experiment trodde man allmänt att mikrovågsvin druvor producerade plasma genom ytledningsförmåga, med den jonrika fliken av huden som ansluter druvhalvorna som överförde en elektrisk ström som genererade plasma. Även om detta var en trolig förklaring, hade det aldrig verifierats i en peer-granskad studie, och det fick studiens medförfattare Aaron Slepkov, docent vid Institutionen för fysik och astronomi vid Trent University i Ontario, Kanada, att sätta druvor till mikrovågor för vetenskap.

Teamet upptäckte att bestrålade föremål producerade plasma även när föremålen var hela och det inte fanns någon "bro" på huden, så länge det var fysisk kontakt mellan de två halvorna. Till och med hela druvor skulle producera plasma cirka 60 procent av tiden - om de rör vid en annan druva.

Men enstaka, odelade druvor skulle inte gnista alls, rapporterade forskarna.

Resultaten publicerades online 18 februari i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences.

Pin
Send
Share
Send