Els científics es delecten per resoldre el moment culinari: com trencar els fideus d'espaguetis sense fer embolic

Totes Les Novetats

Els matemàtics del MIT resolen el misteri dels espaguetis
És gairebé impossible trencar un fideu d’espaguetis sec en només dos trossos. Un nou estudi del MIT mostra com i per què es pot fer.
Escrit per Jennifer Chu
Notícies del MIT

Si teniu una caixa d’espaguetis al rebost, proveu aquest experiment: traieu un sol pal d’espaguetis i manteniu-lo als dos extrems. Ara doblegueu-lo fins que es trenqui. Quants fragments heu fabricat? Si la resposta és de tres o més, traieu un altre pal i torneu-ho a provar. Es pot trencar el fideu en dos? Si no, esteu en molt bona companyia.


El repte dels espaguetis ha arrasat fins i tot amb el famós físic Richard Feynman del 39, que una vegada va passar una bona part d’una vetllada trencant pasta i buscant una explicació teòrica de per què els pals es van negar a trencar-se en dos.

L’experiment de cuina de Feynman va romandre sense resoldre fins al 2005, quan els físics de França van preparar una teoria per descriure les forces que treballen quan els espaguetis –i qualsevol vareta llarga i fina– estan doblegats. Van comprovar que quan un pal es dobla uniformement des dels dos extrems, es trencarà prop del centre, on és més corbat. Aquest trencament inicial provoca un efecte “snap-back” i una ona de flexió, o vibració, que fractura encara més el pal. La seva teoria, que va guanyar el 2006 Premi Ig Nobel , semblava resoldre el trencaclosques de Feynman. Però quedava una pregunta: es podrien obligar els espaguetis a trencar-se en dos?

RELACIONATS: Beure bicarbonat de sodi podria ser una manera barata i segura de combatre les malalties autoimmunes, segons els científics

La resposta, segons un nou estudi del MIT, és sí, amb un gir. En un article publicat aquesta setmana alActes de l'Acadèmia Nacional de Ciències, els investigadors informen que han trobat una manera de trencar els espaguetis en dos, doblegant i torçant els fideus secs. Van dur a terme experiments amb centenars de palets d’espaguetis, doblegant-los i torçant-los amb un aparell que van construir específicament per a la tasca. L’equip va trobar que si un pal es torça més enllà d’un cert grau crític i es doblega lentament per la meitat, contra tota probabilitat es trencarà en dos.


Els investigadors diuen que els resultats poden tenir aplicacions més enllà de les curiositats culinàries, com ara millorar la comprensió de la formació d’esquerdes i com controlar les fractures d’altres materials semblants a les varetes, com ara estructures multifibres, nanotubs dissenyats o fins i tot microtúbuls a les cèl·lules.

'Serà interessant veure si i com es podria utilitzar el gir per controlar la dinàmica de fractura de materials bidimensionals i tridimensionals', diu el coautor Jörn Dunkel, professor associat de matemàtica física aplicada al MIT. 'En qualsevol cas, aquest ha estat un divertit projecte interdisciplinari iniciat i dut a terme per dos brillants i persistents estudiants, que probablement no volen veure, trencar ni menjar espaguetis durant un temps'.


L’alumne de postgrau Ronald Heisser, juntament amb el soci del projecte Edgar Gridello, van assumir originalment el repte de trencar espaguetis la primavera del 2015 com a projecte final d’una classe de dinàmica. Havien llegit sobre l’experiment de cuina de Feynman i es preguntaven si es podrien trencar els espaguetis d’alguna manera i si es podria controlar aquesta divisió.

MÉS: Doneu-vos una pausa: una nova investigació diu que tornar a posar-se en una sauna té avantatges sorprenents per a la salut

'Van fer algunes proves manuals, van provar diverses coses i se'ls va ocórrer la idea que quan va torçar els espaguetis amb força i va reunir els extrems, semblava que funcionava i es va trencar en dos trossos', diu Dunkel. “Però cal girar amb força. I Ronald volia investigar més a fons ”.

Així, Heisser va construir un dispositiu de fractura mecànica per torçar i doblegar de forma controlable pals d’espaguetis. Dues pinces a cada extrem del dispositiu mantenen un pal d’espaguetis al seu lloc. Es pot girar una pinça en un extrem per girar el fideu sec en diversos graus, mentre que l’altra pinça llisca cap a la pinça per girar per unir els dos extrems dels espaguetis, doblegant el pal.


Heisser i Patil van utilitzar el dispositiu per doblegar i torçar centenars de pals d'espaguetis i van enregistrar tot el procés de fragmentació amb una càmera, fins a un milió de fotogrames per segon. Al final, van comprovar que, primer girant els espaguetis a gairebé 360 graus, i després ajuntant lentament les dues pinces per doblar-lo, el pal es va trencar exactament en dos. Els resultats van ser consistents en dos tipus d'espaguetis: Barilla núm. 5 i Barilla núm. 7, que tenen un diàmetre lleugerament diferent.

COMPROVA: La majoria de la gent no té prou vitamina D, però aquesta aplicació pot solucionar-ho

Paral·lelament, Patil va començar a desenvolupar un model matemàtic per explicar com girar pot trencar un pal en dos. Per fer-ho, va generalitzar el treball previ dels científics francesos Basile Audoly i Sebastien Neukirch, que van desenvolupar la teoria original per descriure l ''efecte snap-back', en què una ona secundària causada per la ruptura inicial d'un pal crea fractures addicionals, causant espaguetis per trencar principalment en tres o més fragments.

Patil va adaptar aquesta teoria afegint l'element de torsió i va examinar com el torsió hauria d'afectar les forces i ones que es propaguen a través d'un pal a mesura que es doblega. Segons el seu model, va trobar que, si un pal d'espaguetis de 10 polzades de llarg es torça primer uns 270 graus i després es doblega, es trencarà en dos, principalment a causa de dos efectes. L'esquena de retallada, en què el pal ressortirà en la direcció oposada a la qual es va doblegar, es debilita en presència de gir. I el gir posterior, on el pal es desenrotlla essencialment a la seva configuració original redreçada, allibera energia de la vareta, evitant fractures addicionals.

'Un cop es trenca, encara teniu un retrocés perquè la canya vol ser recta', explica Dunkel. 'Però tampoc no es vol retorçar'.

De la mateixa manera que el retrocés crearà una ona de flexió, en què el pal oscil·larà endavant i enrere, el desenrotllament genera una 'ona de torsió', on el pal es llevarà bàsicament endavant i endavant fins que descansi. L'ona de gir viatja més ràpid que l'ona de flexió, dissipant l'energia de manera que no es produeixin acumulacions d'estrès crític addicionals, que podrien causar fractures posteriors.

RELACIONATS: 10 coses increïbles que podeu aprendre de la vostra caca

'És per això que mai no rep aquest segon descans quan es torça prou', diu Dunkel.

L'equip va trobar que les prediccions teòriques de quan un pal prim es dividiria en dues peces, enfront de tres o quatre, coincidien amb les seves observacions experimentals.

'En conjunt, els nostres experiments i resultats teòrics fan avançar la comprensió general de com afecta la torsió a les cascades de fractures', diu Dunkel.

De moment, diu que el model té èxit en predir com girar i doblegar trencarà barres cilíndriques llargues i primes com els espaguetis. Pel que fa a altres tipus de pasta?

'Linguini és diferent perquè s'assembla més a una cinta', diu Dunkel. “La manera com es construeix el model s'aplica a barres perfectament cilíndriques. Tot i que els espaguetis no són perfectes, la teoria capta força bé el seu comportament de fractura '.

Reimprès amb permís de Notícies del MIT

Mare meva! Assegureu-vos i compartiu aquest suggeriment útil amb els vostres amics-Foto cedida per investigadors del MIT