Wenn Sie eine geschnittene Traube in die Mikrowelle fallen lassen und sie erhitzen würden, würde etwas Unglaubliches passieren: Die kleine Frucht würde winzige leuchtende Strahlen ausspucken, die zufällig ein seltsamer Materiezustand sind, der Plasma genannt wird.
Und jetzt haben Wissenschaftler das Rätsel gelöst, warum sich Trauben auf diese Weise entzünden: Die Mikrowellen erzeugen "Hotspots" des Elektromagnetismus, wie eine neue Studie ergab.
Virale Internetvideos haben diese Küchenlichtshow gezeigt, die auftritt, wenn eine halbierte Traube (deren Hälften noch durch die Haut verbunden sind) in einer Mikrowelle mit Strahlung gestrahlt wird. An der Stelle, an der sich die Traubenhälften verbinden, knistern winzige Springbrunnen aus brillantem Plasma - mit Ionen beladenem Gas. Es ist ein erstaunlicher Anblick, aber obwohl es seit mehr als zwei Jahrzehnten Videos gibt, die dieses Phänomen zeigen, wussten die Wissenschaftler nicht, warum solche Traubenpyrotechnik stattfand.
Pablo Bianucci, Associate Professor am Department of Physics der Concordia University in Montreal, und Kollegen haben kürzlich eine Vielzahl von Trauben, Hydrogelperlen und wassergefüllten Wachteleiern mit Hochgeschwindigkeitskameras gefilmt, um der Mechanik auf den Grund zu gehen Bilder pro Sekunde. Die Forscher verwendeten Haushaltsmikrowellen mit deaktivierten Plattenspielern, die mit 2,4 Gigahertz betrieben wurden. Die Forscher modifizierten auch eine Mikrowelle, um Wärmebilder mit einer speziellen Tür aufzunehmen, die für die Wellenlängen einer Wärmebildkamera größtenteils transparent war.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Größe und Zusammensetzung einer mikrowellengekühlten Traube - insbesondere die Menge an Wasser - die Fähigkeit der Frucht zum Leuchten bestimmt, sagte Bianucci Live Science in einer E-Mail.
Hier ist der Grund: Größe und Wassergehalt beeinflussen, wie Trauben - oder andere kleine Kugeln wie Perlen, Beeren, Traubentomaten oder Oliven - mit Mikrowellenstrahlung interagieren, erklärte Bianucci.
"Es ist ein glücklicher Zufall, dass die Trauben sowohl die richtige Zusammensetzung (meistens Wasser) als auch die richtige Größe haben", so dass eine einzige Wellenlänge der Mikrowellenstrahlung fast vollständig in die Traube passt, was bedeutet, dass die Traube Mikrowellen "einfangen" kann, sagte er .
Wenn zwei verbundene Hälften einer Traube mit Strahlung bombardiert werden, können Mikrowellen, die in den Geweben jeder Hälfte eingeschlossen werden, die Verbindungshaut als Brücke verwenden und laut Bianucci von einer Traubenhalbkugel zur anderen "hüpfen".
"Dies führt zu einem 'Hotspot' mit einem viel stärkeren elektromagnetischen Feld zwischen den Trauben", sagte er. "Es ist dieses stark verstärkte Feld, das zur Erzeugung des Plasmas führt."
Vor den Experimenten der Forscher wurde allgemein angenommen, dass mikrowellengekühlte Trauben durch Oberflächenleitfähigkeit Plasma produzieren, wobei der ionenreiche Hautlappen, der die Traubenhälften verbindet, einen elektrischen Strom überträgt, der das Plasma erzeugt. Obwohl dies eine plausible Erklärung war, war sie in einer Peer-Review-Studie nie verifiziert worden, und dies veranlasste den Co-Autor der Studie, Aaron Slepkov, Associate Professor am Institut für Physik und Astronomie der Trent University in Ontario, Kanada, Trauben zu setzen in Mikrowellen für die Wissenschaft.
Das Team entdeckte, dass bestrahlte Objekte Plasma erzeugten, selbst wenn die Objekte ganz waren und es keine Haut- "Brücke" gab, solange ein physischer Kontakt zwischen den beiden Hälften bestand. Sogar ganze Trauben würden in etwa 60 Prozent der Fälle Plasma produzieren - wenn sie eine andere Traube berühren würden.
Einzelne, ungeteilte Trauben würden jedoch überhaupt nicht funken, berichteten die Forscher.
Die Ergebnisse wurden online am 18. Februar in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.
