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微波葡萄吐出等离子体,科学家终于知道原因了

在家用微波炉中辐照的两个葡萄瓣之间形成的等离子体。Hamza Khattak/Trent University)

如果你把切好的葡萄放入微波炉中加热,就会发生不可思议的事情:小水果会吐出微小的发光喷流,恰巧是一种叫做等离子体的奇怪物质状态。

现在,科学家们揭开了葡萄为何会以这种方式点燃的谜团:一项新的研究显示,微波产生了电磁波的“热点”。网络上的

病毒视频展示了这场厨房灯光秀,它发生在一个减半的葡萄(其中一半仍与皮肤相连)在微波炉中被辐射爆开时。小喷泉的灿烂等离子体-气体充满离子-裂纹的地方,葡萄的一半连接。这是一个令人惊讶的景象,但尽管视频显示这种现象已经存在了20多年,科学家们并不知道为什么会发生这样的葡萄烟火。[物理学中18大未解之谜]

为了弄清力学原理,蒙特利尔康科迪亚大学物理系副教授巴勃罗·比努奇和同事们最近用高速摄影机拍摄了各种葡萄、水凝胶珠和充水鹌鹑蛋1,每秒000帧。研究人员使用带有残疾人转台的家用微波炉,工作频率为2.4千兆赫;研究人员还对微波炉进行了改造,以便他们能够捕捉热成像,使用的是一个特殊的门,它对热相机所看到的波长几乎是透明的。

的结果表明,微波葡萄的大小和成分-比安努奇在一封电子邮件中告诉《现场科学》:

的原因是:葡萄的大小和水分含量会影响葡萄或其他小球体(如珠子、浆果、葡萄西红柿或橄榄)与微波辐射的相互作用,比安努奇解释道:

“葡萄的成分(主要是水)和大小都是对的,这是一个幸运的巧合”,因此微波辐射的单一波长几乎完全适合葡萄,这意味着葡萄可以“捕捉”微波,他说:

当一个葡萄的两个相连的部分受到辐射的轰击时,微波被困在每一半的组织中,可以利用相连的皮肤作为桥梁,根据Bianucci的说法,从一个葡萄半球“跳跃”到另一个半球。

这就产生了一个具有更强电磁场的“热点”“在葡萄中间,”他说正是这个被强烈放大的区域产生了等离子体。

研究人员不仅用葡萄产生了等离子体,还用蓝莓(左上角)、醋栗(右上角)、葡萄西红柿(右下角)和橄榄(左下角)产生了等离子体。(Hamza Khattak/Trent大学)

在研究人员进行实验之前,人们普遍认为微波葡萄通过表面导电性产生等离子体,富含离子的皮肤瓣连接葡萄的两部分,传递产生等离子体的电流。虽然这是一个似是而非的解释,但它从未在一项同行评议的研究中得到证实,这也促使研究合著者、加拿大安大略省特伦特大学物理与天文学系副教授亚伦·斯列普科夫(Aaron Slepkov)将葡萄放入微波中进行科学研究即使当物体是完整的,并且没有皮肤“桥”时,只要两个半边之间有物理接触,也会产生等离子体。即使是整颗葡萄也会在60%的时间内产生等离子体——如果它们接触到另一颗葡萄。

然而,单一的、不分开的葡萄根本不会发出火花,研究人员报告说,

这一发现于2月18日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。

物质状态:等离子科学事实还是虚构?10个科幻概念的似是而非是一把真正的光剑吗?科学提供了一个新的希望

最初发表在Live Science上

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