Definiowanie ognia jako plazmy to temat, który spiera nawet ekspertów od fizyki i chemii, dlatego popularne określenia to «prawie plazma» lub «częściowa plazma». Co do jednego są zgodni: ogień grzeje i pali… ale co gdyby można było stworzyć zimny ogień lub zimną plazmę? W odpowiednich warunkach zimny ogień zamraża to, czego dotknie, a kanał The Action Lab na YouTube ma dwa filmy z doskonałymi demonstracjami.
Ogień i plazma
«Ogień: przyspieszone utlenianie materiału w procesie spalania. Płomień to część ognia, która emituje widzialne światło, a proces jest egzotermiczny, więc również emituje energię w postaci ciepła.» To opis ogólny i podręcznikowy, bez wątpienia.
Jeśli jednak spróbujemy zbadać jego związek z plazmą, historia się komplikuje. Dla niektórych, gdy gaz osiąga minimalną temperaturę pozwalającą go zobaczyć, jest plazmą. Dla innych wszystko zależy od poziomu jonizacji, a w przypadku ognia nie byłby on tak wysoki.
Więc... pół plazmy? Semi plazma? Jeśli to brzmi zbyt myląco, poszukajmy punktów wspólnych. Ogień i plazma są gorące, a pomysł, że mogą stać się «zimne», jest sprzeczny... chyba że nieco zmienimy warunki. To właśnie zrobili na kanale The Action Lab, tym samym, co z dronem w windzie i sygnałem internetowym przez wodę. Zimny ogień!
Zimny ogień!
Wszystko zaczyna się od elektrody, która osiąga dziesiątki tysięcy woltów. Potencjał jest tak wysoki, że gaz wokół elektrody jonizuje się.
Kluczem do zamiany tego ognia/plazmy w zimny jest przesunięcie energii cieplnej przy zachowaniu wolnych elektronów. Do tego potrzebny jest gaz, który łatwo się jonizuje i ma wyższą przewodność cieplną. Jednym słowem: hel.
Regulując przepływ gazu, jego cyrkulacja staje się na tyle szybka, że jony nie gromadzą energii cieplnej, ale wolne elektrony już tak.
Więc dlaczego te elektrony nas nie palą? Odpowiedź brzmi: nie mają wystarczającej masy. To czyni zimny ogień doskonałym sterylizatorem, niszczącym wirusy i bakterie na powierzchni bez spalania materiału.
Ogień, który zamraża
Jednak eksperyment z pierwszego filmu odbywa się w temperaturze pokojowej. Aby stworzyć zimny ogień, który zamraża to, czego dotknie, rozwiązaniem jest drastyczne obniżenie temperatury gazu.
W tym momencie otwiera się cała gama możliwości, ale The Action Lab poszło w stronę suchego lodu, umieszczonego na miedzianej wężownicy. To powoduje, że temperatura helu spada do około -78 stopni Celsjusza.
Najtrudniejsze jest sfilmowanie zamarzania (lepiej widać przy dużej ilości światła, choć to «przykrywa» plazmę), ale skrótem było zwilżenie obiektów przed umieszczeniem ich w pobliżu elektrody.
