Ученые Массачусетского технологического института (MIT) решили загадку физики, над которой еще полвека назад ломал голову нобелевский лауреат Ричард Фейнман. Почему сухие спагетти всегда ломаются на несколько частей (три и более), а не на две, как того хотелось бы. Вплотную к решению этой загадки в 2005 году подобрались французские ученые – они смогли объяснить, почему так происходит. За это открытие они в 2006 году удостоились Шнобелевской премии (пародия на престижную международную награду).
Французские исследователи выяснили, что спагетти и любые другие тонкие стержни ломаются посередине, однако в момент разлома происходит каскадная волна деформации, которая разрушает целостность стержня в другой его части, приводя к нескольким дополнительным разломам. На тот момент французские ученые не смогли выяснить, как исправить эту проблему.
Решение далось группе студентов MIT, перед которыми их научный руководитель поставил задачу найти правильный ответ в качестве итогового проекта по курсу «Нелинейная динамика: континуальные системы». Молодые ученые выяснили, что правильный разлом на две части произойдет только в случае специфической деформации стержня. Результаты эксперимента были приняты к публикации в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Для проведения эксперимента студенты создали машину, которая скручивала спагетти различной толщины и ломала их пополам при тщательно контролируемом усилии. Эксперимент показал, что в большинстве случаев макароны действительно ломались на две части. Особыми условиями для достижения этого результата было скручивание стержня на 270 градусов и сгибание макаронины со скоростью три миллиметра в секунду.
После исследователи теоретически объяснили принцип, согласно которому скрученные макароны можно сломать на две части. Дело в том, что при первом разломе происходит релаксация напряжения скручивания. С изгибом происходит то же самое: волна колебаний распространяется вдоль макаронины от излома к концам. Однако при скрученном стержне волна колебаний бежит по телу быстрее и успевает рассеять энергию еще того, как волна изгибов приведет к новым изломам.
