טריק מסיבה המבוצע באמצעות פירות בתנור מיקרוגל עלול להוביל לגלאים רגישים יותר של קרינת מיקרוגל, עם יישומים בתחומים כמו זיהוי חומר אפל,, ותקשורת לוויינית. הוספת זוג ענבים משני הצדדים של יהלום מסומם עשוי להיראות הרגל אקסצנטרי, אבל זה יכול לאותת על דרך בעלות נמוכה לחיישנים משופרים.
בשנות ה-90 שיגעון מוזרשל החנונית המדעית, שקמה לתחייה בעשורים מאוחרים יותר באמצעות סרטוני YouTube. אם חותכים ענב כמעט, אך לא לגמרי לשניים, ומכניסים אותו לתנור מיקרוגל, לרוב הוא יפיק פלזמה, יוצר זוהר מרשים וניצוצות נלווים. למרבה הצער, זה לפעמים גם יהרוס את תנור המיקרוגל, אבל זה מחיר קטן לשלם כדי לרגש ולסקרן את החברים שלך, נכון?
למרות שההסברים הפיזיקליים המוצעים הגיעו במהירות לגילוי, רבים היו סותרים או הופרכו בקלות עם בדיקות נוספות. לקח יותר מ-20 שנה לפני מחקר קפדני. דוקטורנט של אוניברסיטת מקוואריעלי פאואזועמיתיו הבינו שלמרות שהפלזמה עצמה אולי לא שימושית, הסיבה שהיא מיוצרת מצביעה על כך שענבים עשויים לשפר את הקיבולת של חיישנים קוונטיים. כעת הם הוכיחו את היעילות של גישה זו - עם הענבים הנכונים כלומר.
"בעוד שמחקרים קודמים בדקו את השדות החשמליים הגורמים לאפקט הפלזמה, הראינו שזוגות ענבים יכולים גם לשפר שדות מגנטיים, שהם חיוניים ליישומי חישה קוונטית", אמר פוואז בהַצהָרָה.
פוואז קנה את הענבים בסופר, אבל שאר הציוד שלו היה קצת יותר מפואר.
"יהלומים טהורים הם חסרי צבע, אבל כאשר אטומים מסוימים מחליפים את אטומי הפחמן, הם יכולים ליצור מרכזים שנקראים 'פגמים' בעלי תכונות אופטיות", אמרה ד"ר שראת רמאן נאיר. "מרכזי החנקן הפנוי בננו-יהלומים בהם השתמשנו במחקר זה. מתנהגים כמו מגנטים זעירים שאנו יכולים להשתמש בהם עבור חישה קוונטית." כאשר לייזר ירוק זורח על ננו-יהלומים אלה הם זוהרים באדום, כשהבהירות שלהם פרופורציונלית לשדה המגנטי.
הגברה של השדות מאפשרת לחיישנים לזהות אפקטים עדינים עוד יותר, שם נכנסים הענבים.
הפלזמה המושרה על ידי הענבים הוסברה כתוצאה מכך שהענבים פועלים כתהוד מיקרוגל, שצורתו אכסנה שדות חשמליים בפנים, ויצרו נקודות חמות בהן נוצרת פלזמה. Fawaz חשד שהשדות המגנטיים הנלווים יהיו שימושיים כאשר קרינת מיקרוגל משמשת להפעלת שדה עבור ננו-יהלומים לזיהוי.
"מצאנו שהשדה המגנטי של קרינת המיקרוגל הופך להיות חזק פי שניים כאשר אנו מוסיפים את הענבים", אמר פוואז.
ישנה פנייה רומנטית לרעיון שזני ענבים מסוימים, עם ריכוזי הסוכר או מולקולות הטעם הנכונות, יעבדו בצורה הטובה ביותר, מה שמוביל מדענים לסרוק כרמים כדי למצוא את המגבר המושלם. אנו מצטערים לפוצץ את הבועה של כל מי שחולם על טיול ממומן לאזור גידול יין, אבל פוואז אומר שזה לא יטוס.
"הסיבה שזה עובד היא כי ענבים עשויים בעיקר ממים", אמר פוואז ל-IFLScience. "יש לו מקדם שבירה גבוה, המאפשר לענבים להתנהג כתהודה. הגלים מקפצים בתוך הענבים בגלל קפיצה בהיתר בין הפנים לאוויר שבחוץ".
סוכרים וכל זיהומים אחרים "תורמים לספיגה" הוסיף Fawaz, ולכן מפחיתים את ההשפעה במקום מגבירים אותה. שקיות של טהורמוחזק יחד על ידי איזושהי ממברנה כנראה יעשה טוב יותר, אבל הם לא כל כך זמינים.
הקריטריונים העיקריים של הענבים הם גודל וצורה. אורך של 27 מילימטרים (1.06 אינץ') מושלם עבור המיקרוגלים שבהם השתמש Fawaz. רוחב של 17 מילימטרים (0.7 אינץ') הוכיח את עצמו כמתאים, אבל החשוב מכל היה ששני הענבים הממוקמים משני צדי הגלאי יתאימו בגודלם. פירות אחרים עשויים לעבוד גם אם הם בגודל מתאים וסגורים, אבל לא סביר שהם ישתפרו בענבים בהרבה, אם בכלל.
"מים למעשה טובים יותר מספיר בריכוז אנרגיית מיקרוגל, אבל הם גם פחות יציבים ומאבדים יותר אנרגיה בתהליך. זה האתגר המרכזי שלנו לפתור", אמר פוואז בהודעה לעיתונות.
למרות שהטירוף שהתחיל את זה השתמש בענב חתוך, זה לא הכרחי, חוץ מאשר אולי כדי להפוך את הפלזמה לגלויה יותר. למטרותיו של פאואז זה רק יבטיח שהענב יתייבש מהר יותר.
Fawaz הסביר ל-IFLScience שהסיבות לכך שחיישני מיקרוגל מבוקשים היא ש"ברוב המערכות הקוונטיות אנו מבצעים מניפולציות על הספינים באמצעות שדות מיקרוגל." המטרה היא לגרום לחלקיקים לקיים אינטראקציה קוהרנטית, מה שמצריך צימוד ביניהם לשדות. מצבן של מערכות כאלה רגיש לשדות מגנטיים, טמפרטורה ולחץ ולכן יכול לשמש כחיישנים לכל אלו.
הניצוצות שהסבו לראשונה את תשומת הלב לתופעה הם מטענים המדלגים בין יונים מתכתיים בנקודות הפלזמה של הענבים. כמה תנורים נהרסו כשהניצוצות יצאו משליטה.
פוואז אמר ל-IFLScience שהמחקר שלו נעשה באמצעות מקורות מיקרוגל הרבה פחות חזקים מא, כך שהנזק לא היה דאגה. הוא לא יכול לאשר שמועות שאפשר להפעיל את ההפגנה בבטחה אם כוס מים מוכנסת למיקרוגל בו זמנית, סופגת מספיק מהמיקרוגלים כדי להגן על התנור.
המחקר פורסם בגישה פתוחה בבוצעה ביקורת פיזית.
