Ogórek pod napięciem świeci. Fizycy w końcu odkryli dlaczego

Podłączony do prądu ogórek kiszony zaczyna syczeć, a po chwili na jednym z końców rozbłyska pomarańczowa poświata. Ta demonstracja od lat krąży po laboratoriach jako zabawna ciekawostka – teraz fizycy z Portland State University wyjaśniają, co dokładnie się za nią kryje. Podczas czerwcowego spotkania Electrostatics Society of America na Florydzie zademonstrowali nie tylko sam efekt, ale i mechanizm, który za nim stoi.

Dwie rywalizujące hipotezy

→ Czytaj też: Fizycy słuchają muzyki wszechświata. Co usłyszą?

Ogórki kiszone nasączone są słoną zalewą – a słona woda, bogata w jony, przewodzi prąd elektryczny. Kiedy wbijemy w ogórek elektrody i puścimy napięcie, przez warzywo płynie prąd. Dalszy przebieg zjawiska przez dekady budził spory. Pierwsza teoria głosi, że zalewa przy elektrodzie gwałtownie wrze, tworząc pęcherzyk pary, który blokuje przepływ prądu i prowadzi do przeskoku iskier. Miałyby one odpowiadać za poświatę. Druga koncepcja stawia na elektrolizę: prąd rozkłada wodę na wodór i tlen, a mieszanka tych gazów zapala się od rozgrzanej elektrody, dając serię mikroeksplozji.

Obie ścieżki brzmią sensownie, ale żadna samodzielnie nie tłumaczyła wszystkich obserwacji. Joshua Méndez Harper, inżynier elektryk z Portland State University, postanowił rozstrzygnąć zagadkę, sięgając po szybką kamerę i czujnik wodoru.

Prąd stały kontra prąd zmienny

→ Czytaj też: Naukowcy potwierdzili istnienie czasu bez zegara. Jak to możliwe?

Zespół Méndeza Harpera przygotował ogórka z aparaturą pomiarową i poddał go działaniu dwóch rodzajów prądu: stałego (DC) i zmiennego (AC), czyli takiego, jaki płynie w domowych gniazdkach. Podczas pokazu na Cocoa Beach badacz podłączył ogórek do sieci i obserwował efekt.

W obu przypadkach powstawał wodór – co dowodzi, że elektroliza rzeczywiście zachodzi. Jednak pomarańczowa poświata pojawiała się wyłącznie przy prądzie zmiennym. Méndez Harper wyjaśnia, że oscylująca natura AC pomaga utrzymać otwarty pęcherzyk pary, wewnątrz którego przeskakują iskry – a te z kolei zapalają wodór i tlen. Przy prądzie stałym pęcherzyk jest niestabilny i szybko się zapada; wodór się wydziela, ale bez iskier nie dochodzi do zapłonu.

„Mechanizm łączy zatem oba efekty jednocześnie” – skomentował naukowiec podczas swojego wystąpienia. Wyniki zaprezentowane przez Science News wskazują na synergię: potrzebny jest zarówno pęcherzyk pary utrzymywany przez zmienny prąd, jak i mieszanka wybuchowa powstająca w wyniku elektrolizy.

Dlaczego tylko jedna strona świeci?

Kolejna zagadka – dlaczego poświata pojawia się wyłącznie na jednym końcu ogórka – okazała się mniej skomplikowana. Zespół odkrył, że kluczem jest wilgoć. Kiedy ogórek ustawiono pionowo, zawsze świecił jego dolny koniec – tam, gdzie gromadzi się zalewa. „Po prostu bardziej soczysta strona” – tłumaczy Méndez Harper. Większa ilość słonej wody oznacza lepsze przewodnictwo i więcej jonów, co ułatwia powstanie stabilnego pęcherzyka pary i późniejsze wyładowania.

Naukowcy zweryfikowali to, obracając ogórek – świecący koniec zawsze pokrywał się z tym, gdzie pod wpływem grawitacji zbierał się płyn. Po demonstracji na Florydzie ogórek wylądował w koszu. Testów smakowych nie przewidziano.