Pokud znáte odpověď na tuto otázku, tak je zřejmé, že o fyzice už leccos víte. Tato tajemná síla se nazývá Lorentzova síla a působí na elektrický náboj pohybující se v magnetickém poli. Je to síla, která roztáčí i běžné elektromotory. Deformace plazmatu elektrického oblouku v naší ukázce se odborně nazývá spirálová magnetická nestabilita oblouku. Vysvětlíme si nyní, jak to funguje.

V obloukovém výboji zajišťuje vedení elektrického proudu plyn, který díky vysoké teplotě (v předváděném oblouku asi 8000 stupňů Celsia) obsahuje kromě neutrálních atomů a molekul také elektricky nabité částice (elektrony a ionty) a tvoří tzv. termické plazma. Sloupec obloukového výboje s válcovou symetrií může být destabilizován vlastním magnetickým polem. Obloukový sloupec uzavřený ve válcové trubici má válcový tvar, dokud je výbojový proud malý. Má-li však trubice dostatečně velký průměr a proud překročí kritickou velikost, změní se válcovitý tvar obloukového sloupce na spirálovitý. Tato změna je vyvolána Lorentzovou silou. Další zvyšování proudu způsobí nepravidelné poruchy, zvláště v oblasti elektrod. Nakonec se vytvoří turbulentní rotující výboj.

Tyto efekty mohou být vyvolány také dostatečně silným vnějším magnetickým polem. Když se při pohybu spirály oblouku stane její zakřivení příliš velkým, začne si výboj hledat kratší cestu a dojde k průrazu mezi sousedními závity. Série snímků z vysokorychlostní kamery zachycuje celé vytvoření nového výbojového kanálu, které trvá pět tisícin vteřiny.

Více informací o výzkumu termického plazmatu naleznete na stránce Laboratoře elektrofyziky Ústavu termomechaniky AV ČR, v. v. i.