二十多年來(lái)，數百萬(wàn)科學(xué)好奇的觀(guān)眾被在線(xiàn)視頻所吸引，這些視頻顯示葡萄在微波爐中閃閃發(fā)光并創(chuàng )造燈光秀?？茖W(xué)家和評論家提出的理論解釋了為什么會(huì )發(fā)生這種情況，但加拿大研究人員現在已經(jīng)一勞永逸地解開(kāi)了這個(gè)謎團，并在PNAS雜志中報道了他們的發(fā)現。

派對技巧通常包括將葡萄切成近一半，使皮膚在一側保持完整，然后將其放入微波爐中。幾秒鐘后，輻射點(diǎn)燃了一個(gè)熱點(diǎn)。葡萄在中間點(diǎn)燃，發(fā)出一陣明亮的光或等離子。

一種流行的理論提出，產(chǎn)生火花的熱點(diǎn)的出現是因為皮膚來(lái)回傳導電子。

蒙特利爾康考迪亞大學(xué)的共同作者Pablo Bianucci說(shuō)，葡萄的兩半被認為就像一個(gè)無(wú)線(xiàn)電的“偶極天線(xiàn)”，將微波轉換成穿過(guò)皮膚橋的電流。該電流最終將產(chǎn)生等離子體。

Bianucci及其同事Hamza Khattak和Aaron Slepkov決定使用熱成像技術(shù)和計算機模擬來(lái)測試這一理論和其他理論。

他們發(fā)現即使沒(méi)有皮膚橋也會(huì )發(fā)生這種效果。

“通過(guò)進(jìn)一步研究該系統，我們發(fā)現皮膚不是重要的，而是葡萄就像水球一樣，”Khattak解釋說(shuō)。

從本質(zhì)上講，這種“大塊光學(xué)”效應涉及整個(gè)葡萄，而不僅僅是其表面。并且不需要電流來(lái)產(chǎn)生等離子體。

“由于葡萄之間的電磁場(chǎng)放大，產(chǎn)生了等離子體，”Bianucci說(shuō)。這是由“被困”微波的相互作用引起的。有兩個(gè)葡萄，或兩個(gè)半，是關(guān)鍵。

進(jìn)一步追求這一點(diǎn)，研究人員證明，熱點(diǎn)也是由兩個(gè)由水制成的葡萄大小的無(wú)皮水凝膠珠形成的。

這表明完整的皮膚只是將葡萄一半保持在一起。當兩個(gè)整個(gè)珠子靠近在一起微波時(shí)，電磁積聚導致珠子彼此碰撞。

研究人員正在進(jìn)一步研究這種振蕩運動(dòng)。“我們目前正在研究彈跳行為，如果你保持珠子接觸到引力勢，”Khattak說(shuō)。

澳大利亞阿米代爾新英格蘭大學(xué)應用物理學(xué)高級講師斯蒂芬博西是原始偶極天線(xiàn)理論的倡導者之一。

這個(gè)想法建立在對稱(chēng)葡萄一半共振的假設上，就像傳入的無(wú)線(xiàn)電信號一樣。

“共振意味著(zhù)當一個(gè)特定波長(cháng)的波撞擊一個(gè)正確大小的物體，使這些波整齊地適合物體內部或周?chē)鷷r(shí)，它會(huì )使波浪非常強烈地振蕩，”他解釋道。

“它就像一個(gè)風(fēng)琴管 - 只有正確波長(cháng)(或音高)的聲音可以大聲(或強烈)播放，因為它們整齊地放入器官管的長(cháng)度。”

根據博西的說(shuō)法，他沒(méi)有參與的新論文表明，共振仍然存在 - 但比以前猜測的要簡(jiǎn)單得多。

“他們展示了兩個(gè)實(shí)驗和一個(gè)百年歷史的光散射理論，稱(chēng)為'米氏理論'，當兩個(gè)共振葡萄(或分裂葡萄的兩半)靠近在一起時(shí)，它們會(huì )以這樣的方式相互干擾兩半之間的差距極為激烈，“他說(shuō)。

“微波強度在間隙中足夠高，導致空氣分子'電離' - 這意味著(zhù)通常圍繞空氣分子中的原子軌道運行的一些電子會(huì )從其母原子中被撕掉。

“電子(負電荷)現在能夠幾乎完全與現在帶正電的母體原子(現在稱(chēng)為離子)一起移動(dòng)。發(fā)生這種情況的任何氣體(如空氣)現在被稱(chēng)為“等離子體”。“

該過(guò)程的結果之一是等離子體發(fā)光。

Bianucci說(shuō)，加拿大研究人員對水可以使微波的不可見(jiàn)波長(cháng)非常小這一事實(shí)很感興趣，但它對可見(jiàn)光沒(méi)有同樣的影響。

Khattak解釋說(shuō)，材料影響光的方式取決于光的波長(cháng)，這就是你得到彩虹的原因。

“如果我們能找到一種可以減少光波長(cháng)的材料，就像水對微波波長(cháng)的影響一樣，我們可以縮小所有這些以獲得非常小的光點(diǎn)，”他沉思道。