Ismeri-e a spagetti titkát? Egy kis konyhai fizika
![spagetti](https://cdn.origo.hu/2023/12/YmZYPp0TXyPS9r7tQ3LVhoZc07EJCI9cqARznsWiBdw/fill/1347/758/no/1/aHR0cHM6Ly9jbXNjZG4uYXBwLmNvbnRlbnQucHJpdmF0ZS9jb250ZW50LzYzOTUzMDczNDlkNDRjMzg5MGE0YzI1OTUxNTk3Njdk.webp)
A jelenségre Richard Feynman (1918-1988) a kiváló fizikus figyelt fel, mikor egy barátjával spagettit készítettek. Próbáltak magyarázatot találni a különös jelenségre, de hiába.
Víz alatt is tördelték a szálakat, hátha másra jutnak
a levegőnél mintegy 820-szor sűrűbb közegben, de itt sem lett más a kísérlet végeredménye. Két óra múlva ott ültek egy széttört spagettihalom közepén, de a sok agyalás, kísérletezés sem fejtette meg a spagetti titkát. Feynman később aztán nem is foglalkozott a kérdéssel.
A választ 1991-ben egy akkor érettségi előtt álló francia diák, Basile Audoy adta meg, aki látta a televízióban, amikor Pierre-Gilles de Gennes francia fizikus átvette a fizikai Nobel-díjat a folyadékkristályokkal kapcsolatos munkájáért.
Amikor a legnagyobb tudományos elismeréssel kitüntetett tudósnak a Nobel-díj átvétele után feltették a kérdést, hogy a fizikában milyen további nagy problémákat kell még megoldani, ő – többek között - Feyman spagettiesetét jelölte meg.
Ez felvillanyozta Basile Audoy-t, aki elhatározta, hogy megpróbál végére járni a spagetti rejtélyének.
Audoy és kutatótársa, Sébastian Neukirch hatféle spagettivel kísérleteztek. Megfogták egy szál egyik végét, a másikat mozgatták, és nagy sebességű kamerával felvették. A felvételeken látható, hogy a szálon hullámzás fut végig.
Amikor eltörjük a szálat, az egyik vége a kezünkben van, a másik szabadon.
A szabad vég ki akar egyenesedni, és a görbület energiahullámokat küld végig a tésztaszálon
a kezünk felé, majd onnan visszaverődik, és találkozik a szembejövő hullámokkal. Ilyenkor interferencia keletkezik: ha ellentétes fázisú hullámok találkoznak, kioltják, ha azonos fázisúak, akkor erősítik egymást, utóbbi esetben a görbület megugrik, és a spagetti eltörik.
A fragmenált darabok görbülete, a törést megelőző görbület 1,5-szeresére növekedhet, és ettől újabb törés keletkezik.
Ha a kezdeti hajlítás egyenletes, az első töréspont a legtökéletlenebb helyen következik be. Amikor egy meghajlított pálca eléri a törési görbületet, eltörik az első pontban, és hullámok törnek ki, futnak végig rajta.
A töréssel újabb görbülethullámok keletkeznek, és a folyamat addig tart, míg az energia annyira lecsökken, hogy a hullám már nem tud végighaladni a spagettiszálon. Számítógépes szimulációval is ugyanerre az eredményre jutottak. Az adatelemzések szerint a törés helye független a szál hosszától, és az elengedéstől eltelt idő négyzetgyökének hányadosa állandó.
Többnyire csak 1-3 törés jön létre,
bár a modell szerint többnek kéne lennie,
aminek az oka, hogy ha nem tökéletesen fogjuk be a spagetti végét, akkor annak a hossza mentén nem állandó görbület keletkezik.
A tudomány és a technika területén sok esetben lényeges a szétesés folyamatának ismerete.
Egy test szilárd darabokra esésekor különböző fizikai jelenségek működnek, melyeket főleg statisztikai szempontból tanulmányoztak, de egyre több munkában benne foglaltatnak a fizikai tényezők is, így például a felületi energia, a rugalmas görbítés, a nyomáshullám-szaporodás, a törési folyamat gócképződésének és növekedésének a szabályszerűsége.
Ha egy kritikus szögnél jobban meghajlítunk egy vékony és törékeny pálcikát, bármi is az anyaga, eltörik, ez az úgynevezett törési görbület. Egy fapálcika vagy műanyag pálcika, kettétörik, de nem úgy, mint a spagetti.