Los experimentos demuestran que cualquier par de esferas ricas en agua de tamaño similar producen plasma por resonancia


Llamarada de plasma entres dos uvas calentadas en un microondas doméstico. Foto: HAMZA K. KHATTAK, TRENT UNIVERSITY / PNAS

El plasma, ese cuarto estado de la materia en el que parte de la humanidad tiene puestas sus esperanzas para obtener energía ilimitada a través de la fusión nuclear, ese material a altísima temperatura que eyecta el Sol durante sus tormentas, también es el protagonista de un pequeño espectáculo para el que solo hace falta una uva y un horno microondas. La llamarada y chispas que se producen cuando una uva partida por la mitad se calienta al microondas es plasma y, además de que puede dejar el aparato muy perjudicado, su generación en esas circunstancias carecía hasta ahora de una explicación científica demostrada, a pesar de su popularidad en Internet.

Esta situación no resulta extraña si se lee la explicación, muy detallada y al mismo tiempo bastante comprensible, basada en los experimentos que han realizado científicos canadienses y que publican en la revista PNAS. La variedad de fenómenos que suceden en la uva y su entorno indica que el espectacular proceso no es precisamente simple, aunque sea tan fácil de provocar. Resonancia, plasmones, dielectricidad, absortividad son algunos de los términos de física manejados por los investigadores en su trabajo.

La principal conclusión es que las uvas, cuyo contenido en agua es muy alto, tienen el tamaño adecuado para actuar como resonadores en la longitud de onda de la radiación que emite el microondas. La onda queda atrapada en la uva y la va calentando.

Aquí es donde la cosa se complica. Resulta que si es una uva aislada, no pasa nada, aparte de que se caliente de forma no normal. En la versión más popular de este truco científico, con dos mitades de uva unidas por la piel, lo que pasa es que la energía atrapada en cada mitad se transmite y amplifica entre las dos y llega a producir un punto suficientemente caliente para ionizar los átomos de sodio y potasio que hay en la uva, y ya tenemos el plasma entre las dos mitades. Pero los investigadores han comprobado que si se ponen dos uvas en un platillo cóncavo para que se mantengan juntas sucede exactamente igual, y lo mismo pasa con otras frutas, como cerezas, aceitunas o tomates cherry, de tamaño parecido, o incluso con perlas de hidrogel bañadas en agua salada, que no son frutos y que no tienen piel. Lo importante es que lo que predomine en la composición del fruto u objeto esférico sea el agua, que haya moléculas que ionizar y que las dos esferas tengan una separación máxima de tres milímetros.

Para descartar hipótesis como la de que la piel entre las dos mitades de uva actúa de antena, o la de que la forma y la conductividad de la superficie tienen que ver con la producción de plasma, los científicos han llegado a experimentar con huevos de codorniz (llenos, vacíos y rellenos de agua).

De los tres científicos que han hecho el trabajo, el director Aaron Slepkov, de la Trent University, lleva desde los años noventa fascinado por el fenómeno, y finalmente, hace cinco años decidió dejar que lo investigara y fotografiara un estudiante de doctorado, llamado Hamza Khattak. El tercer integrante, un catedrático de física de la universidad Concordia llamado Pablo Bianucci, explica que el mismo efecto se ha observado con objetos mucho más pequeños irradiados con longitudes de onda más cortas. Las llamaradas de plasma se pueden dar con cualquier longitud de onda, en objetos que tengan el tamaño y el índice de refracción adecuados, señala.

El equipo se cargó una docena de microondas durante la investigación pero lo importante es que no se trata solo de satisfacer la curiosidad, sino de abrir nuevas vías a otros usos de lo que los investigadores han comprobado con el popular ejemplo de las uvas en el microondas. Una posible aplicación está en el diseño de antenas repetidoras de móviles, pero hay otras más difíciles de explicar, que tienen que ver, por ejemplo, con el modelado de los fenómenos de resonancia nanofotónicos. Por si acaso, siguen estudiando lo que pasa con las frutas en el microondas.

publico.es / Malen Ruiz de Elvira, 19/03/2019

Las uvas en llamas en el microondas ya tienen una explicación científica