Почему виноград в микроволновке превращается в маленькую плазменную лампу

Если разрезать виноградину почти пополам, оставив тонкую перемычку, и отправить её в микроволновку, через несколько секунд между половинками вспыхнет яркий огонёк. Иногда он сопровождается треском, а иногда и настоящим фейерверком из мелких искр. Выглядит как магия, хотя на самом деле это физика в чистом виде.

Трюк старый и хорошо известный. Долгое время считалось, что всё дело в кожуре и её свойствах, но канадские исследователи разобрались в механизме только в 2019 году. Правда, повторять опыт дома они категорически не советуют.

Что вообще там загорается

Светящаяся точка между половинками винограда это не огонь и не результат горения кожуры. Это плазма, то есть ионизированный газ, в котором часть молекул распалась на заряженные частицы. Такое состояние вещества возникает при достаточно высокой температуре или сильном электромагнитном поле.

Микроволновка как раз создаёт переменное электромагнитное поле. В обычной ситуации оно равномерно греет еду за счёт колебаний молекул воды. Но с виноградом происходит другое. Половинки работают как антенны, которые концентрируют энергию в очень маленькой области. Там поле становится настолько сильным, что воздух и пары вокруг начинают светиться.

Почему именно виноград, а не огурец или помидор

Главный секрет в размере и составе. Виноградина примерно сопоставима с длиной волны, которую излучает магнетрон микроволновки. Это важно, потому что объект такого размера хорошо поглощает и переизлучает микроволны. Обычная чашка с водой слишком большая и греется равномерно, а маленький кусочек шоколада слишком быстро плавится, не успев ничего сконцентрировать.

Второй фактор это кожица. Она играет роль резонатора и помогает удерживать энергию внутри плода. Если снять кожуру, эффект слабеет или пропадает совсем. Именно поэтому виноград в микроволновке ведёт себя ярче, чем многие другие ягоды и фрукты похожего размера.

В исследовании 2019 года физики проверили и другие объекты. Оказалось, что светиться могут не только виноградины, но и, например, крупные гидрогели или шарики из материала с высоким содержанием воды. Главное чтобы размер совпадал с длиной волны, а форма позволяла сфокусировать поле.

Почему разрезать надо почти пополам, но не до конца

Тонкая перемычка между половинками работает как мостик для тока. Если разрезать виноградину полностью, каждая половинка будет вести себя отдельно, и сильного разряда не получится. Если не разрезать вообще, поле распределится по целой ягоде и концентрации не будет.

В опытах с целым виноградом тоже иногда возникает свечение, но оно слабее и нестабильнее. А вот надрез, который оставляет буквально миллиметр мякоти, создаёт идеальные условия. Электрический заряд скапливается на краях среза, и между ними проскакивает разряд. Тот же принцип, кстати, используют в некоторых типах антенн и резонаторов.

Чем это опасно

Плазма в микроволновке это не безобидный фокус. Температура в точке разряда может быть очень высокой, и стекло дверцы иногда не выдерживает. Известны случаи, когда такие эксперименты заканчивались треснувшим стеклом, повреждённой сеткой и даже возгоранием. Плюс сама микроволновка после этого может выйти из строя.

Отдельная проблема это металл. Если в камеру попадёт фольга, вилка или другая металлическая мелочь, искры станут крупнее, а риск пожара вырастет. Виноград сам по себе не металл, но создаваемый им разряд работает по схожему принципу и может поджечь бумажное полотенце или пластиковую тарелку.

Исследователи из Trent University, которые занимались этим эффектом, специально подчёркивали: их работа не инструкция для домашних опытов. Они использовали специальное оборудование и соблюдали меры безопасности. В обычной кухне лучше ограничиться видео на YouTube.