Het raadsel van de spaghetti
Er zijn van die huis-tuin-en-keuken-natuurkunde raadsels die af en toe opduiken. Het mysterie van spaghetti-breken is er daar een van. Wat het extra leuk maakt, is dat Richard Feynman zich er mee bezig heeft gehouden en ondanks uitgebreid experimenteren en theoretiseren niet tot een sluitende verklaring kwam. Die sluitende verklaring werd pas in 2004 gevonden door Audoly en Neukirch, waar ze prompt voor beloond werden met de Ig Nobelprijs. En ook juist in de zomer van 2018 is er door MIT-studenten een vervolgstap gezet.
Waar gaat het om?
Neem een ongekookte sliert spaghetti, pak die bij de uiteinden vast en buig de sliert met enige vaart zodat ie breekt. Dan zal je zien dat de spaghetti niet keurig doormidden gebroken is, maar in drie of vier stukken.
Tevens zal je in de vingertoppen waarmee je de twee uiteinden van de sliert vasthoudt, een lichte trilling voelen. Het ligt daarom voor de hand om te denken dat trillingen in de sliert de oorzaak zijn van de vreemde manier van breken. Dat blijkt niet zo te zijn, zoals ook Feynman ontdekte. Als je de breekproef uitvoert onder water, dempt het water de trilling en zou de spaghetti ‘normaal’ in tweeën moeten breken. Welnu, ook daar breekt het in drie of meer stukken.
In deze video wordt dit gedemonstreerd:
De juiste verklaring
In het filmpje wordt ook de juiste verklaring gegeven. Het blijkt dat, nadat de sliert op een plaats gebroken is, de stukken zich herstellen van de buiging, dat wil zeggen zich opnieuw strekken. Hierdoor ontstaat een golf in de stukken, Audoly en Neukirch noemen dat een flexural wave. Vreemd genoeg zorgt die golf ervoor dat er lokaal een nieuwe buiging kan ontstaan waardoor de sliert opnieuw breekt.
Hun artikel is hier te lezen.
In het filmpje is deze verklaring te zien. Waarbij het bijzondere is dat dit proces zich afspeelt op een schaal van enkele tientallen microseconden.
Vervolg
Natuurkundigen zijn en blijven nieuwsgierig, dus is het niet vreemd dat enige tijd later de vraag opdook hoe je er voor zorgt dat de spaghetti wel in twee stukken breekt. In de zomer van 2018 hebben MIT-studenten hier een antwoord op gevonden. Door de sliert te torderen. Houdt de sliert aan beide kanten vast en draai de uiteinden tegen elkaar in, alsof je probeert er een ‘wokkel’ van de maken.
Dat lees je oa hier.
Met dank aan ScienceLinx, zonder wie we niet op het spoor gekomen waren van dit raadsel.
