Tháng 10, 2020
Thứ ba
Thứ Hai, ngày 25/02/2019 11:33 AM (GMT+7)

Tạo ra plasma từ… trái nho

Plasma là dạng thứ tư của vật chất, sau các thể rắn, lỏng và khí. Trạng thái vật chất này tương ứng với trạng thái của khí khi các phân tử bị kích động đến mức chúng trao đổi các electron, do đó hình thành một dòng điện. Tia lửa từ sét cũng là tia plasma được hình thành trong không khí trên đường đi của sét. Nhưng tại sao ở đây chúng ta lại nói về plasma?

Vì điều bất ngờ gây xôn xao cộng đồng khi thí nghiệm mới đây cho thấy trái nho cũng có thể tạo ra… plasma. Một hiện tượng có thể thí nghiệm dễ dàng nhưng nguyên nhân khoa học thì không rõ.

Tạo ra plasma từ… trái nho - 1

1.Hai nửa trái nho đang phát ra trái cầu lửa plasma trong lò microwave.

Chính vì vậy mà các nhà nghiên cứu Canada từ các trường đại học của Trent và Montreal đã kiểm tra kỹ lưỡng hiện tượng này, tái tạo nó bằng mô phỏng kỹ thuật số để làm sáng tỏ nguồn gốc của trái cầu lửa plasma.

Thí nghiệm thật đơn giản và ngoạn mục. Trước tiên là cắt đôi một trái nho nhưng nhớ giữ lại chút xíu vỏ để chúng vẫn dính với nhau. Cho vào microwave và sau đó bật lò trong vài giây.

Kết quả, một tia điện hình vòng cung xuất hiện giữa hai phần của trái nho, tạo nên sự hình thành một trái cầu plasma nhỏ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không khuyên chúng ta tái tạo thí nghiệm, vì điều này có thể làm hỏng lò microwave hoặc thậm chí gây cháy nhà.

Để biết chính xác những gì đang xảy ra, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy chụp ảnh nhiệt tốc độ cao lắp đặt trong lò microwave được sửa đổi đặc biệt để cải thiện tầm nhìn, bao gồm cả việc tháo cửa và đặt một màn hình trong mờ phía sau camera nhằm giúp làm giảm sự tác động của tia microwave và tia hồng ngoại để bảo vệ người vận hành.

Thí nghiệm không chỉ được thực hiện với nho, mà còn cả với các quả cầu hydrogel để đối chiếu với các hình ảnh kỹ thuật số thu được.

Và điều đầu tiên họ ghi nhận được rằng nho không phải là một ăng ten. Vì cho đến lúc đó, giả thuyết được chấp nhận chung rằng hai mảnh nho chính là một ăng ten lưỡng cực.

Dưới tác dụng của bức xạ microwave, dòng điện sẽ di chuyển từ nửa này sang nửa kia qua màng da mỏng giữa hai mảnh để làm khô và gây ra tia lửa.

Tuy nhiên, kết quả này cho thấy hiện tượng vật lý thực sự lại không phải là như vậy. Cả lớp da mỏng lẫn bề mặt ẩm đều không cần thiết cho sự hình thành plasma.

Sự thật là ở nơi khác. Chính xác, ở đây một hiện tượng cộng hưởng đã xảy ra. Y hệt như đối với âm thanh của một chiếc guitar, những sợi dây kim loại đã cộng hưởng với thùng đàn đem lại cho chúng ta những âm thanh tuyệt diệu, ngoại trừ việc đây không phải là sóng âm mà là sóng điện từ.

Do tính chất hấp thụ của nước, các microwave sau đó được tập trung tại một số điểm nhất định của vật rắn, làm biến mất một số cộng hưởng trong điện trường.

Nơi trái nho, thành phần chủ yếu là nước, do vậy năng lượng tập trung nhiều hơn, kế tiếp tới lượt các ion kali và natri rải rác trong nước sau đó bước vào trường cộng hưởng trước khi tia lửa xảy ra.

Các hình A, B và C trong ảnh thu được bằng cách mô phỏng hệ số hấp thụ thấp, điện trường bỏ qua khả năng hấp thụ của nước có trong nho trong khi các hình D, E, F thu được từ một mô hình thực tế phù hợp với những gì máy ảnh nhiệt cho thấy.

Tạo ra plasma từ… trái nho - 2

Các ảnh hàng trên là ảnh kỹ thuật số tiến trình thí nghiệm, 3 ảnh D, E, F hàng dưới là ảnh thực tế

Để thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu này đã phải sử dụng không dưới 12 lò microwave khác nhau, loại 1.000 W có sẵn trên thị trường.

Thật vậy, vì các lò này được vận hành chỉ với một vài gram nho thành ra gần như là trống rỗng, bức xạ được tạo ra nhưng không có đủ thực phẩm để hấp thụ nên đã làm hỏng lò.

Thiện Hải (PNAS)

Tin đọc nhiều

Du hành xuyên thời gian là có thật và đã có người trải nghiệm điều đó? Không phải chỉ mới đây mà ngay từ rất nhiều thập niên xa...
Vũ trụ khởi đầu như thế nào Từng được cho là không thể giải thích, song những gì xảy ra...
Bài học về sự thất bại của 5 người thành công nhất thế giới Henry Ford, người sáng lập tập đoàn ô tô Ford và Walt...
Con người đã đạt đến giới hạn trí tuệ, không bao giờ hiểu hết vũ trụ? Nhiều người cho rằng bộ não con người được cấu trúc để giải...