Французские физики, воздействуя электрическим током на каплю соляной кислоты, обнаружили необычный эффект. Капля начала парить в воздухе, отделённая от опоры бледно-синей полоской света. Оказалось, синее свечение испускает холодная плазма.
Полученный эффект левитации капли жидкости близок по своей природе к эффекту Лейденфроста, который легко наблюдать на кухне. Если брызнуть водой на горячую плиту или сковороду, капли быстро испарятся, но только пока температура не очень велика. Если поверхность раскалена, капли начинают прыгать по ней, а скорость их испарения резко падает. Причина заключается в образовании облачков пара между водой и раскалённой поверхностью, которые препятствуют теплообмену.
В эксперименте учёных из Ассоциации университетов Гренобля (ComUE, communauté d’universités et établissements, иначе Université Grenoble Alpes) и Политехнической школы в Палезо появление прослойки между жидкостью и опорой обусловлено не нагревом, а ионизацией. Ток, проходящий через смесь воды и соляной кислоты, разлагает воду на кислород, выделяющийся у анода — металлической иглы, на которой держится капля, и водород, выделяющийся у катода, которым является металлическая опора. Затем водород ионизируется, образуя плазму.
При небольших напряжениях наблюдалось только выделение кислорода и водорода, но когда оно выросло до 50 вольт, перед глазами исследователей возникла необычная картина. Капля начала излучать свет в месте соприкосновения с пластиной и приподниматься над её поверхностью.
Изначально природа свечения была неясна, но спектральный анализ показал, что источником излучения является холодная и плотная плазма. Учёные исследовали также эффект левитации и выяснили, что он имеет, по сути, ту же тепловую природу, что и эффект Лейденфроста, и разработали модель движения тепловых потоков, обеспечивающих парение капли жидкости в данных условиях.
В отдалённой перспективе данное открытие может помочь решить задачу получения холодной плазмы при относительно низких напряжениях. А ближайшей задачей исследователи называют более глубокое изучение полученного эффекта. В частности, они выяснили, что создаваемая плазма состоит из двух различных фракций, однако природа этого явления пока непонятна. Авторы работы надеются выяснить, что именно происходит в тот момент, когда капля касается поверхности катода и начинает светиться.
