Uva nel microonde e lampi al plasma

Il bagliore degli acini d'uva nel microonde

Non siamo nella rubrica "strano ma vero" ma poco ci manca se consideriamo il dilemma teorico affrontato da alcuni ricercatori.

La sfida che si erano posti era di dare una risposta corretta, da un punto di vista fisico, al fenomeno per cui due acini d'uva nel microonde emettono un gas brillante durante l'irraggiamento.

(credit: HK. Khattak --> foto originale)

Non chiedetemi per quale ragione qualcuno abbia pensato di cuocere dell'uva al microonde, un trucchetto magari lanciato da qualche seguace di trasmissioni come MasterChef. Comunque sia, sembra che in rete molte persone si siano "divertite" a riprodurre il fenomeno dando poi spiegazioni più o meno sensate.

AVVERTENZA. Un esperimento da NON fare a casa perché danneggia le pareti del forno a microonde

Il fenomeno si presenta sia con due acini fianco a fianco che quando un acino viene diviso quasi completamente in due parti. Una volta acceso il microonde si creerà un getto di gas brillante (verosimilmente plasma, cioè gas ionizzato) nel punto di contatto.

(se non vedi il video --> youtube). Se preferite un video più dettagliato, eccone uno da un nerd di cose scientifiche --> youtube/veritasium

La spiegazione finora accreditata era che i due acini (o le due metà) fungessero da antenna capace di intercettare la frequenza delle microonde. Poiché la cuticola umida è altamente conduttiva,  si ha passaggio di corrente lungo la superficie e tra le due "antenne", come un ponte.

Una spiegazione non condivisa da Aaron Slepkov della Trent University in Canada che si è messo a studiare il fenomeno in diverse condizioni, tra cui quella in cui ha rimosso l'ipotetica superficie conduttiva, cioè la cuticola dell'acino. Grazie a rilevazioni termiche (termografia) e a simulazioni al computer la causa del fenomeno è stata attribuita non all'effetto antenna ma alla formazione di una cavità che assorbe e focalizza la radiazione a microonde, concentrandola in un hotspot nel punto in cui le metà si toccano o sono molto vicine (entro 3 mm).

In queste condizioni le microonde rimbalzano avanti e indietro nel piccolo spazio separatore, creando un campo elettromagnetico sempre più potente. Questo continua fino a quando il campo diventa così potente da ionizzare gli atomi di potassio e sodio presenti, da cui il getto di plasma infuocato.

Gli autori affermano che con i giusti materiali la tecnica potrebbe un giorno essere usata per intrappolare e concentrare le lunghezze d'onda della luce visibile così da usarla per una microscopia (futuribile) ottica su scala nanometrica.

Il lavoro è stato pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).


Fonte
- Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers.
HK. Khattak et al, PNAS March 5, 2019 116 (10) 4000-4005