微波爐加熱葡萄有危險，可瞬間噴射等離子體束

近日，一個家庭物理實驗引發了人們的極大興趣和關注，即將一顆葡萄一刀切為兩半，並排放置並放入微波爐中加熱，十餘秒後，耀眼的火花從葡萄內部噴薄而出，形成等離子體（電漿），甚至產生了爆炸將容器炸碎。這種神秘的現象一直困擾著科學家，但最近來自美國的研究人員給出了較為準確的答案。

幾年來，微波爐加熱葡萄的視頻流傳甚廣，各行各業的專家和網友們都給出了自己的觀點和看法，但卻沒有一個正式的研究結果。最近，來自伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的三名物理學家將他們的研究成果發表在了PNAS上，並認為已經解開了「微波爐加熱葡萄產生等離子體」的謎團。這也是迄今唯一一篇通過了同行評審的相關主題研究。

曾有人提出，葡萄之所以會產生等離子體，是因為微波爐產生的能量會將葡萄內部水分中的電解質電位提高，並引發兩瓣葡萄間的能量流動。這種能量的流動就像是穿透介質的高壓電一樣，當電解質獲得足夠的能量時，兩瓣葡萄皮間就會在瞬間形成高溫、高亮的等離子體。

但是在新的研究中，科學家們推翻了上述解釋。事實證明，葡萄「橋樑」的構成是理論上關鍵組成部分之一，但不是必需的，只要兩瓣或兩顆完整的葡萄相距不超過3毫米，置於微波爐中加熱都會形成類似的等離子體噴發。

這種現象的發生甚至都不需要葡萄皮的存在，僅用兩個無皮水凝膠珠也可以完成。在兩瓣葡萄接觸的地方會有一個黏連點，成為微波能量的聚集點（「熱點」），研究人員利用熱成像技術記錄了該點產生的極高溫度。以這個黏連點為中心，強大的能量在此處產生了巨大的電磁場，引導葡萄內部電解質遷移，進而在高溫作用下形成等離子體噴射到空中。

實驗證明，只要是內部含有足夠的水分和電解質即可，研究人員用醋栗、黑莓甚至鵪鶉蛋都達到了同樣的效果！

研究人員表示，「在微波爐中觀察到葡萄迸發出明艷的光輝，令人興奮、難忘。此前已有的解釋主要集中在等離子體本身，而不是來源。這項將熱成像與計算機模擬技術相結合，為我們找到了肉眼無法看到的真相。

但是，在這項研究過程中科學家還發現了一個無法解釋的現象，即在噴射等離子體時兩瓣葡萄莫名其妙地發生連續碰撞。希望未來能夠進一步理清光波在納米層面的影響規律。

作者/朱張航宇

參考文獻：Hamza K. Khattak, Pablo Bianucci, and Aaron D. Slepkov, Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers, PNAS, published ahead of print February 19, 2019, https://doi.org/10.1073/pnas.1818350116

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