एमआईटी शोधकर्ताओं ने स्पेगेटी के टूटने की भौतिकी पहेली को घुमाव के माध्यम से सुलझाया

सूखी स्पेगेटी नूडल्स को मोड़ने पर दो टुकड़ों के बजाय कई टुकड़ों में क्यों टूट जाती हैं, यह एक चिरल पाक और भौतिकी समस्या रही है जिसने दशकों तक वैज्ञानिकों को उलझन में डाला। यह घटना, जो रोजमर्रा के रसोई के अनुभव से जुड़ी है, आखिरकार मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के शोधकर्ताओं द्वारा एक कठोर वैज्ञानिक जांच का विषय बनी। इस पहेली ने महान भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फाइनमैन को भी उलझन में डाल दिया था, जिन्होंने 1988 से पहले इसे हल करने का प्रयास किया था, लेकिन उन्हें सफलता नहीं मिली।

इस बहु-खंड विखंडन के लिए प्रारंभिक वैज्ञानिक व्याख्या 2005 में फ्रांसीसी भौतिकविदों द्वारा प्रस्तावित की गई थी, जिन्होंने सिद्धांत दिया था कि प्रारंभिक टूटना एक 'स्नैप-बैक' प्रभाव और एक बेंडिंग वेव (झुकाव तरंग) को ट्रिगर करता है, जिससे द्वितीयक फ्रैक्चर होते हैं। इस कार्य के लिए, फ्रांसीसी भौतिकविदों, जिनमें बासिल ऑडौली और सेबेस्टियन न्यूकिर्च शामिल थे, को 2006 में भौतिकी में इग्नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, जो ऐसे शोध को मान्यता देता है जो पहले हंसाता है और फिर सोचने पर मजबूर करता है। यह सिद्धांत बताता है कि जब एक छड़ को उसके टूटने के बिंदु से अधिक मोड़ा जाता है, तो ऊर्जा पूरे ढांचे में फैल जाती है, जिससे आमतौर पर तीन या अधिक टुकड़े बनते हैं।

एमआईटी के शोधकर्ताओं, जिनमें जोर्न डंकेल, रोनाल्ड हाइसर और विशाल पाटिल शामिल थे, ने इस समस्या का समाधान प्रस्तुत किया और इसे 'प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज' (पीएनएएस) में प्रकाशित किया। उन्होंने एक कस्टम-निर्मित उपकरण का उपयोग करके सैकड़ों बैरिला नंबर 5 और नंबर 7 स्पेगेटी स्टिक को मोड़ा और घुमाया, जिसकी रिकॉर्डिंग एक मिलियन फ्रेम प्रति सेकंड तक की गति से की गई थी। एमआईटी टीम द्वारा खोजा गया मुख्य डेटा बिंदु यह है कि धीरे-धीरे मोड़ने से पहले नूडल को लगभग 270 से 360 डिग्री तक घुमाने से वे कंपन निष्क्रिय हो जाते हैं जो कई टूटने का कारण बनते हैं।

यह घुमाव ऊर्जा को 'स्नैप-बैक' प्रभाव से हटाकर एक 'ट्विस्ट वेव' (घुमाव तरंग) में बदल देता है, जो बेंडिंग वेव की तुलना में तेजी से यात्रा करती है और ऊर्जा को नष्ट कर देती है, जिससे अतिरिक्त फ्रैक्चर नहीं होते हैं। पाटिल ने फ्रांसीसी वैज्ञानिकों के पिछले काम पर निर्माण करते हुए एक गणितीय मॉडल विकसित किया, जिसमें उन्होंने घुमाव के तत्व को जोड़ा। यह निष्कर्ष फ्रैक्चर यांत्रिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति है, जो टूटने की गतिशीलता को नियंत्रित करने के लिए घुमाव प्रोटोकॉल का उपयोग करने की क्षमता को दर्शाता है, जिसका अनुप्रयोग लंबी फाइबर या वॉल्टिंग पोल जैसे अन्य लम्बे भंगुर पदार्थों पर भी हो सकता है।

यह अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि कैसे उन्नत वैज्ञानिक विधियों को तुच्छ लगने वाली घटनाओं पर लागू करने से मौलिक भौतिकी की गहरी समझ मिलती है। यह कार्य फ्रैक्चर कैस्केड को नियंत्रित करने के लिए ट्विस्टिंग और नॉनएडियाबेटिक क्वेंचिंग (nonadiabatic quenching) नामक दो अलग-अलग प्रोटोकॉल का प्रदर्शन करता है, जो सामग्री विज्ञान और भौतिकी में एक प्रमुख सैद्धांतिक और व्यावहारिक चुनौती का समाधान करता है। इस प्रकार, स्पेगेटी का टूटना अब केवल एक पाक जिज्ञासा नहीं है, बल्कि यह नियंत्रित द्विआधारी फ्रैक्चर के लिए एक मॉडल बन गया है।