Любопытный случай тонких спагетти
Как тонкими могут быть спагетти? Обычная толщина спагетти составляет от 1 до 2 мм, тогда как другие виды пасты, такие как удон или ангельские волоски, могут быть еще тоньше или толще. Наименьшая ручная паста, известная как su filindeu, может иметь толщину всего 0,4 мм. Однако недавнее исследование, проведенное учеными Университетского колледжа Лондона, установило новый рекорд. С помощью техники, называемой электро-спиннинг, ученые создали пасту толщиной всего 0,1 мм (0,004 дюйма) — менее десяти сотых от диаметра обычных спагетти. Эти нити были не только чрезвычайно тонкими, но и намного жестче обычной пасты, что открывает новые возможности для использования в биоразлагаемых пластиках и медицине.
Проблема спагетти
Однако одержимость спагетти не ограничивается только уменьшением ее толщины. В 1949 году физик Джордж Ф. Кэрри предложил так называемую "проблему спагетти". Его вопрос звучал так: почему невозможно съесть спагетти, не запачкав лицо соусом? Математические уравнения Кэрри объяснили, что когда спагетти становятся короче, они начинают колебаться более резко, что в конце концов приводит к тому, что паста задевает губы и расплескивает соус. Несмотря на свои глубокомысленные вычисления, Кэрри не смог найти способа избежать этого «позора».
Фейнман и ломка спагетти
Один из самых известных вкладов в науку о спагетти сделал физик Ричард Фейнман, автор знаменитых работ по квантовой механике. Однажды Фейнман задумался, почему при разломе сухой спагетти она почти всегда ломается на три части, а не на две. После того как он с коллегой провел весь вечер, ломая спагетти, они пришли к выводу, что причиной этого является шоковая волна, которая возникает при разломе пасты. Когда спагетти ломаются, они не просто трескаются, а накапливают напряжение, которое затем высвобождается в виде шоковой волны, вызывая дальнейшее разрушение. Это явление, которое долгое время оставалось загадкой, было объяснено только в 2005 году французскими учеными. Позднее, в 2018 году, ученые из MIT предложили способ контролировать шоковую волну, слегка скручивая спагетти перед разломом.
Приготовление спагетти: загадка вязкоупругости
Приготовленная спагетти ставит новые вопросы. Казалось бы, обычный вопрос: Почему спагетти искривляются при варке? на самом деле скрывает интересное явление, известное как вязкоупругость. Это означает, что когда паста впитывает воду, она становится более эластичной и по-разному реагирует на физическое воздействие. Это явление было объяснено учеными в 2020 году, которые показали, что именно эта характеристика позволяет воде проникать в наружные слои пасты, помогая ей размягчаться и изгибаться. Преобразование спагетти, которое происходит при варке, не связано только с температурой — оно включает сложное взаимодействие между белками пасты и молекулами воды.
Загадочный соус: Cacio e Pepe
Но наука о спагетти не заканчивается пастой. Соус, особенно классическое римское блюдо cacio e pepe, также имеет свои научные загадки. Это блюдо готовится из воды, в которой варились макароны, тертого сыра пекорино и черного перца, но соус часто ведет себя непредсказуемо. Когда сыр нагревается, он имеет свойство склеиваться в нежелательные «моццарелловые» комочки. Группа физиков под руководством Ивана Ди Терлицци изучала это явление и выяснила, что секрет избежания комков заключается в содержании крахмала в воде от пасты. Если уровень крахмала достаточно высок, он предотвращает прилипание сыра к белкам и образование комков.
Что еще более интересно, это явление связано с более глобальными вопросами, такими как происхождение жизни. Биофизики используют аналогичные принципы фазового разделения, чтобы понять, как капли жидкости могут слипаться и делиться в растворе. Эти капли, по мнению некоторых ученых, могут быть похожи на первые клетки, которые образовывались через процесс, аналогичный тому, что происходит с сыром в соусе. Эти же идеи помогают биологам исследовать образование бляшек, которые вызывают болезнь Альцгеймера в мозге.
Почему спагетти вызывает такие размышления и исследования?
Почему же ученые так часто обращаются к спагетти? Во-первых, это достаточно просто — всего лишь мука, вода и тепло. Но несмотря на простоту, физика, стоящая за этим, порождает глубокие вопросы о природе материалов, механике твердых тел и даже происхождении жизни. Будь то исследование механики ломки спагетти, искривления при варке или загадочной химии соуса, физики обнаружили, что даже самые обыденные явления могут раскрыть глубокие истины о мире, который нас окружает.
Наука о спагетти показывает, что, несмотря на всю свою глубину в изучении больших и малых вопросов Вселенной, физикам по-прежнему предстоит разгадать много явлений, которые мы встречаем в повседневной жизни.
Источник: https://www.bbc.com/future/article/20250319-spaghetti-science-what-pasta-reveals-about-the-universe
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
