Одного из самых известных физиков 20-го века Ричарда Фейнмана однажды спросили, почему сухие спагетти никогда не ломаются на две части (например, как карандаш), а только на три или более? Фейнману не удалось это объяснить, но он заметил, что аналогичным образом ведут себя и похожие стержни из стали или стекла. Поскольку транспортные средства или несущие конструкции зданий состоят из стержней, проблема возникает серьезная.
Только несколько лет назад технологии позволили записать ломание лапши со скоростью 1000 кадров в секунду.
Например, когда мы сгибаем пластиковую линейку до трещины, кончики получающихся кусков, подергивая, высвобождают энергию. В случае макарон или напоминающих их по форме стержней энергия накапливается, как правило, в середине сгибаемого участка, но концы не вибрируют - энергия распространяется, подобно ударной волне, что приводит к образованию последующих трещин (они возникают одно за другим, а не одновременно).
Также приготовленная лапша - интересная модель для физика. Проведенные на ней исследования позволяют воспроизвести поведение канатов - например, таких, на которых висят мосты, канатные дороги или альпинисты, - а также кабелей.
Исследование лапши провел несколько лет назад профессор из Познанского Политехнического университета. Он готовил спагетти, смачивал их оливковым маслом, затем завязывал узлы на макаронных нитках и тянул, наблюдая, в каком месте они лопнут. Как оказалось, лапша лопалась в том месте, где ее кривизна была самой большой - ибо она была там самой растянутой. Поэтому веревка с узлом обрывается при нагрузке, которую выдерживает веревка без узла. Чем запутаннее узел, тем хуже для ее прочности.
Исследования на макаронах намного проще, чем при использовании настоящих веревок, так как они ломаются под воздействием небольшой силы, что ограничивает стоимость лабораторного оборудования. Сам процесс сбора идет медленнее и легче регистрируется, и лапша очень дешевая (а также биоразлагаемая).
С другой стороны, курган муки или сахара - это самоорганизующееся критическое состояние - с его склонов падают миниатюрные лавины. Этот непредсказуемый для ученых процесс напоминает настоящие катаклизмы, и ему было посвящено много научных работ.
Сахар обладает еще одним интересным свойством-триболюминесценцией. Если в полной темноте ударить молотком по рассыпанному крупнокристаллическому сахару, растереть его в стакане или всыпать в миксер, настроенный на высокие обороты, - он начинает светиться синим цветом( нужно немного побыть в темноте, чтобы глаза привыкли).
При дроблении сахарного кристалла часть химических связей разрывается. Если концентрация возникающих электрических зарядов достаточно велика, поле становится настолько сильным, что вырванные из орбит электроны движутся к областям с положительным зарядом, возбуждая молекулы азота, содержащиеся в воздухе. Возбужденные молекулы излучают в основном ультрафиолетовое излучение, но также и немного видимого синего света.
А что можно сделать с маргарином? Например, изучить формирование планет. Нужно положить немного маргарина в стакан (пригодный для использования в микроволновке) - и осторожно расплавить в микроволновке. Достаточно дождаться момента, когда жир растает. Теперь очень осторожно вынимаем горячий стакан и оставляем на две минуты. Медленно жидкость разделится на два слоя - желтый верхний (более легкий жир) и прозрачный нижний (более тяжелая вода).
Аналогичный процесс происходил во время формирования планет из жидкой материи - более тяжелые вещества опускались внутрь планеты, возникало ее металлическое ядро, на поверхности же поднимались небольшие легкие фрагменты, состоящие в основном из силикатов. Наконец образовалось металлическое ядро высокой плотности, окруженное более легкой каменной мантией.