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Spezzare gli spaghetti prima di gettarli nell’acqua bollente è considerato un terribile sacrilegio da parte di molti cuochi, ma per una volta provate a farlo, per puro spirito scientifico, e osservate attentamente cosa succede ad uno spaghetto quando si rompe. Prendetelo per le due estremità e lentamente cominciate a piegarlo, come per formare un cerchio. Ad un certo punto lo spaghetto si spezza. Fin qui niente di strano. Ma guardate meglio: di solito lo spaghetto si spezza in più di due pezzi, tipicamente tre o quattro, ma a volte anche di più. Questo fenomeno ha incuriosito più di uno scienziato, e persino il famoso fisico premio nobel Richard Feynman raccontava di aver speso qualche ora rompendo spaghetti nelle condizioni più strane, per esempio sott’acqua, senza riuscire ad elaborare una teoria soddisfacente che spiegasse la formazione di più di due frammenti. Recentemente Basile Audoly e Sebastien Neukirch dell’università parigina Pierre e Marie Curie, in un recente articolo pubblicato sul Physical Review Letters, sostengono di aver risolto il problema, costruendo un modello matematico della dinamica di uno spaghetto.
I due ricercatori hanno scoperto che, quando la curvatura dello spaghetto raggiunge un valore critico, questo si rompe, proprio come ci si aspetterebbe, in due pezzi.
A questo punto si potrebbe immaginare che i due frammenti si “raddrizzino”. Invece sorprendentemente, questa prima rottura genera un’onda che si diffonde lungo i due frammenti. Invece di smorzarsi rapidamente, l’onda aumenta la curvatura dei due frammenti generando ulteriori fratture, che a loro volta possono generare delle altre onde e produrre altri frammenti.
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| Come si rompe uno spaghetto |
Dopo la prima frattura la curvatura dei due frammenti, invece di diminuire sino ad annullarsi, in alcuni punti addirittura aumenta, causando le fratture successive. La dinamica di un oggetto sottoposto ad una curvatura è descritta da un’equazione formulata da Gustav Kirchhoff nel 1850.
La conferma sperimentale della correttezza della loro spiegazione è arrivata effettuando delle fotografie ad alta velocità utilizzando degli spaghetti Barilla n.1, 5 e 7. Potete vedere i filmati degli esperimenti al sito http://www.lmm.jussieu.fr/spaghetti/ .
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| Spaghetto prima della rottura | Dopo la rottura. Notate i frammenti |
La cosa sorprendente è che nel loro studio sugli spaghetti i due scienziati hanno trovato una soluzione “universale”, indipendente cioè dal tipo di materiale, e che quindi può spiegare altrettanto bene il modo di fratturarsi di un oggetto rigido della stessa forma stretta e molto lunga di uno spaghetto, come il pilone di un ponte o una canna da pesca in fibra di vetro. Quello che ancora non è possibile prevedere sono le dimensioni dei frammenti.
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| Science 229, 171 (1985) Copyright AAAS |
Non è la prima volta che gli scienziati si occupano degli spaghetti. È stato proposto, ad esempio, che il modo di avvolgersi del DNA nel nucleo della cellula possa essere simile al modo in cui si annodano degli spaghetti… scotti. Ma non è tutto: un gruppo di fisici dell’università di Losanna, eseguendo degli esperimenti con spaghetti ben cotti (non al dente) e conditi con olio di oliva per migliorarne lo scorrimento, sono riusciti a costruire un modello matematico che spiegasse un fatto ben noto agli alpinisti: una fune ha più probabilità di rompersi se è annodata.
Quindi, la prossima volta che vi avventate su un piatto di spaghetti, soffermatevi un attimo ad osservarli e magari potrete dischiudere altri segreti dell’universo!
Dario Bressanini
Articolo pubblicato su Le Scienze N. 449 Gennaio 2006
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Fonte articolo
