Comment un grain de raisin placé au micro-ondes forme du plasma

Pour la première fois, des scientifiques viennent de percer le mystère d’un phénomène spectaculaire : la formation de plasma lorsque l’on place un grain de raisin coupé en deux au micro-ondes. Explications.

Du plasma au micro-ondes

C’est une expérience impressionnante mais dangereuse à ne reproduire chez soi : lorsque l’on place un grain de raisin coupé en deux au micro-ondes, du magma lumineux apparaît entre les deux sphères. Ces dernières fusionnent au niveau de leur peau, avant de prendre quelques instants feu. Se forme alors un arc électrique entre les deux morceaux du grain de raisin, avant qu’une petite boule de plasma apparaisse.

Comment expliquer cet étonnant phénomène ? Jusqu’à présent, les scientifiques ne comprenaient pas très bien comment il se produisait, malgré le succès de l’expérience sur la Toile. C’est désormais chose faite. Dans la revue Proceedings of the national academy of sciences (PNAS), des chercheurs des universités de Trent et de Montréal (Canada) expliquent les causes scientifiques de la formation de plasma.

Un phénomène dû à l’ionisation

Il faut d’abord comprendre ce qu’est le plasma. Il s’agit d’un état de la matière qui se produit à des températures élevées favorables aux ionisations, signifiant l’arrachement d'électrons aux atomes. Se forme alors un courant électrique bien visible.

Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que les deux sphères de raisin fonctionnaient comme des « antennes » : sous l’effet des rayons produits par les rayons du micro-ondes, le courant électrique se déplacerait d’un morceau à l’autre au travers de la fine membrane de peau du raisin, jusqu’à provoquer un courant électrique. Il n’en est en fait rien. « Ni la peau ni la surface humide ne sont essentielles à la formation du plasma », écrit Hamza Khattak, co-auteur principal de l’étude et chercheur à l’université de Trent.

En utilisant des caméras thermiques à haute vitesse, les chercheurs ont pu examiner le spectre d’émission du plasma. Ils ont alors conclu que le phénomène était dû à l’ionisation : au niveau du point de contact entre les deux sphères, les ions de potassium et de sodium présents dans la peau du raisin entrent en résonnance avec les ondes électromagnétiques du four à micro-ondes.

La deuxième étape des travaux a consisté à modéliser la distribution énergétique et thermique des raisins pour comprendre la formation de plasma. Grâce à l’information, les chercheurs ont constaté que les températures et les densités d’énergie les plus importantes se trouvent au niveau du point de contact entre les deux grains de raisin. Sous l’effet des ondes, les ions entrent en résonnance, et forment le plasma.

12 micro-ondes endommagés

Si l’expérience n’est pas à reproduire chez soi, c’est non seulement parce qu’elle risque de provoquer un incendie… Mais aussi parce qu’elle est absolument dévastatrice pour les fours à micro-ondes. Pour découvrir les origines du plasma, les scientifiques ont ainsi révélé avoir endommagé pas moins de douze fours, d’une puissance de 1 000 Watts. « À un moment, nous avions même un cimetière de fours à micro-ondes dans notre laboratoire », a révélé Hamza Khattak.