دانشمندان با استفاده از قوانین ریاضی علت جرقه زدن حبه های انگوری را که در اجاق مایکروویو کنار هم قرار داده می شوند, توضیح دادند
اینترنت مملو از ویدئوهایی است که در آن افراد متفکر اجسامی را آتش زده اند. به عنوان مثال یک نمونه از آن ها عبارت است از انگورهای آتشین: یک دانه انگور را به دو قسمت تقسیم و مقداری تماس بین پوست دو نیمکره ایجاد کنید. سپس، آن را برای پنج ثانیه در مایکروویو داغ کنید. در یک لحظه ی شگفت انگیز، نیمه های انگور آتشی غیرعادی ایجاد می کنند.
استفان بوسی، فیزیکدان از دانشگاه سیدنی این آزمایش را در سال ۲۰۱۱ برای کانالی از یوتیوب انجام داد. دربرابر دوربین، او و مهمانان نمایش با دیدن تابندگی انگور فریاد زدند و البته آن سوی دوربین آن ها متوجه شدند که داخل مایکرویو گروه فیزیک دانشگاه را سوزانده اند.
اما حتی پس از میلیون ها بار تماشای این ویدئو در یوتیوب و احتمالا سوزندان ده ها مایکروویو، کسی دقیقا نمی دانست که چرا این انفجار اتفاق می افتد؟ رایج ترین توضیح این بود که برخی می گفتند نیمه های انگور مانند یک آنتن رفتار می کنند و ریزموج ها را به سوی اتصال کوچک بین حبه های انگور هدایت می کنند و نخستین جرقه ی آتش آغاز می شود. اما هیچ کس حقیقتا به روش ریاضی به اثبات این موضوع نپرداخته بود.
پس از مدت ها تلاش، اکنون سه تن از فیزیکدانان کانادا ظاهرا علت آن را پیدا کرده اند. این انفجار صرفا یک حباب داغ از الکترون ها و یون های سستی است که به عنوان پلاسما شناخته می شود. آن ها می گویند جالب ترین بخش علم، در مراحل رسیدن به پلاسما وجود دارد. اما سؤال واقعی این بود که چگونه انگور به حدی گرم می شود که موجب تشکیل پلاسما می شود. آن ها این کار را به طور مکرر با حبه های انگور و مهره های پلاستیکی خیسانده شده در آب انجام دادند. آن ها حتی در مایکروویو را با صفحه ی مشبک شفافی عوض کردند تا بتوانند با دقت بیشتر از انگورها فیلم برداری کنند. نتیجه گیری آن ها این بود: حبه های انگور بیش از اینکه شبیه یک آنتن عمل کنند، شبیه ترومبون (نوعی ساز بادی برنجی) رفتار می کنند.
هنگامی که می خواهید یک ترومبون را به صدا درآورید، هوای در حال ارتعاش را در آن می دمید. ترومبون بسته به محل قرارگیری اسلاید، تنها ارتعاشات دارای طول موج مشخصی را حفظ می کند (نت های موسیقی که شما می شنوید). تنها طول موج های خاصی که به عنوان «امواج ایستا» شناخته می شوند، به طور کامل در داخل ترومبون فیت می شوند. همان طور که هوای در حال ارتعاش با طول موج های مختلف وارد ترومبون می شود، امواج ایستا به طور مؤثر اضافه می شوند ولی طول موج های دیگر، همدیگر را خنثی می کنند. به عبارت دیگر، ترومبون امواج ایستا را تقویت و دیگر امواج را خاموش می کند.
انگور به طور تصادفی دارای اندازه ی کاملا مناسب برای تقویت ریزامواجی است که دستگاه مایکروویو آشپزخانه ی شما تولید می کند. این دستگاه ریزموج ها را به سوی دو نیمه ی انگور سوق می دهد؛ جایی که امواج در حال حرکت موجب تمرکز انرژی روی نقطه ای از پوست انگور می شوند. در هر دو نیمه ی انگور، این انرژی در یک بخش کوچکی از پوست دانه متمرکز می شود. این انرژی متراکم و زیاد موجب به حرکت در آمدن اتم ها و ملکول ها در آن نقطه می شود و آن ها را به حدی داغ می کند که دیگر نمی توانند الکترون های خود را نگه دارند و تبدیل به پلاسما شده و درنهایت انفجاری پدید می آورند. پابلو بیانوچی، فیزیکدان دانشگاه کنکوردیا می گوید:
یک تصور غلط رایج این است که ریزموج ها از خارج، روی حبه های انگور عمل می کنند، مانند گوشت منجمدی که ذوب می شود. ولی باید حبه های انگور و ریزموج ها را به عنوان یک کل تصور کنیم که با هم در تعامل هستند.
پژوهشگران همچنین دریافتند که شکل دو نیمه ی انگور و پل کوچک اتصال پوستی آن ها اهمیتی ندارد. برای مثال شما می توانید این انفجار را با استفاده از دو دانه ی انگور کامل هم ایجاد کنید و حتی لازم نیست حتما انگور باشد. درواقع هر چیزی که اندازه ی دانه ی انگور بوده و به حد کافی آبکی باشد، همین نتیجه را خواهد داد. آن ها این کار را با استفاده از انگورفرنگی، بلک بری و حتی تخم بلدرچین نیز انجام دادند.
بوسی می گوید این فقط یک زنگ تفریح برای فیزیکدان ها نبوده است. این کار دارای نتایج جدی نیز است. آزمایش های او با حبه های انگور در آزمایش سال ۲۰۱۱ یوتیوب به پایان رسید اما کنجکاوی او نه. بوسی در ایمیلی نوشت:
من تحت تاثیر عمق علمی این مقاله قرار گرفته ام. مخصوصا که نویسندگان از قوانین ریاضی برای توضیح نقطه ی داغ انگورها استفاده کردند. آن ها می توانند همین قوانین را در مقیاس کوچک تری برای ایجاد نقاط داغ مشابهی در نانوذرات به کار ببرند. دانشمندان از نانوذرات حرارت داده شده برای تولید حسگرهای بسیار دقیق یا برای تسهیل واکنش های شیمیایی استفاده می کنند.
اما بااین حال هنوز پرونده ی این حبه های انگور کامل بسته نشده است. پژوهشگران در جریان آزمایش ها خود متوجه شدند دو دانه ی انگور که پهلو به پهلو گذاشته می شوند، بارها به همدیگر ضربه می زنند. آن ها نمی دانند که چرا این اتفاق می افتد و قصد دارند که این موضوع را در آینده مورد مطالعه قرار دهند.
مریم صفدری
