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近日，一个家庭物理实验引发了人们的极大兴趣和关注，即将一颗葡萄一刀切为两半，并排放置并放入微波炉中加热，十余秒后，耀眼的火花从葡萄内部喷薄而出，形成等离子体（电浆），甚至产生了爆炸将容器炸碎。这种神秘的现象一直困扰着科学家，但最近来自美国的研究人员给出了较为准确的答案。
几年来，微波炉加热葡萄的视频流传甚广，各行各业的专家和网友们都给出了自己的观点和看法，但却没有一个正式的研究结果。最近，来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的三名物理学家将他们的研究成果发表在了PNAS上，并认为已经解开了“微波炉加热葡萄产生等离子体”的谜团。这也是迄今唯一一篇通过了同行评审的相关主题研究。
曾有人提出，葡萄之所以会产生等离子体，是因为微波炉产生的能量会将葡萄内部水分中的电解质电位提高，并引发两瓣葡萄间的能量流动。这种能量的流动就像是穿透介质的高压电一样，当电解质获得足够的能量时，两瓣葡萄皮间就会在瞬间形成高温、高亮的等离子体。
但是在新的研究中，科学家们推翻了上述解释。事实证明，葡萄“桥梁”的构成是理论上关键组成部分之一，但不是必需的，只要两瓣或两颗完整的葡萄相距不超过3毫米，置于微波炉中加热都会形成类似的等离子体喷发。
这种现象的发生甚至都不需要葡萄皮的存在，仅用两个无皮水凝胶珠也可以完成。在两瓣葡萄接触的地方会有一个黏连点，成为微波能量的聚集点（“热点”），研究人员利用热成像技术记录了该点产生的极高温度。以这个黏连点为中心，强大的能量在此处产生了巨大的电磁场，引导葡萄内部电解质迁移，进而在高温作用下形成等离子体喷射到空中。
实验证明，只要是内部含有足够的水分和电解质即可，研究人员用醋栗、黑莓甚至鹌鹑蛋都达到了同样的效果！
研究人员表示，“在微波炉中观察到葡萄迸发出明艳的光辉，令人兴奋、难忘。此前已有的解释主要集中在等离子体本身，而不是来源。这项将热成像与计算机模拟技术相结合，为我们找到了肉眼无法看到的真相。
但是，在这项研究过程中科学家还发现了一个无法解释的现象，即在喷射等离子体时两瓣葡萄莫名其妙地发生连续碰撞。希望未来能够进一步理清光波在纳米层面的影响规律。
作者/朱张航宇
参考文献：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
