MIT Ricercatori Risolvono l'Enigma della Rottura degli Spaghetti con la Torsione

Un quesito di fisica culinaria, noto da tempo e oggetto di indagine anche da parte del fisico Richard Feynman prima del 1988, ha ricevuto una risoluzione definitiva grazie a un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il problema riguardava l'osservazione che uno spaghetto secco, se piegato fino alla rottura, si spezza quasi invariabilmente in tre o più frammenti, diversamente da quanto accade con altri oggetti cilindrici rigidi che tendono a rompersi in due parti. Questa ricerca, condotta da Jörn Dunkel, Ronald Heisser e Vishal Patil, è stata formalizzata in uno studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Una comprensione iniziale del fenomeno della rottura multipla fu introdotta nel 2005 da fisici francesi, i quali postularono che la prima frattura innescasse un effetto di ritorno elastico, un'onda di flessione che, propagandosi, generava ulteriori punti di cedimento nello spaghetto. Questo lavoro valse loro il Premio Ig Nobel per la Fisica nel 2006. La sfida successiva, affrontata dal team del MIT, era imporre una rottura netta in esattamente due segmenti, superando la cascata di fratture.

Per raggiungere tale obiettivo, i ricercatori del MIT hanno utilizzato un apparato costruito su misura per sottoporre centinaia di spaghetti, specificamente i modelli Barilla No. 5 e No. 7, a cicli controllati di flessione e torsione. Le operazioni sono state registrate con una videocamera ad altissima velocità, capace di catturare immagini fino a un milione di fotogrammi al secondo, consentendo un'analisi dettagliata della dinamica del materiale al momento del cedimento. Questa metodologia avanzata ha permesso di isolare le variabili cruciali nel processo di frattura.

Il dato fondamentale emerso dalla sperimentazione è che una torsione preliminare dell'asta di circa 270 a 360 gradi, prima di procedere alla flessione, neutralizza efficacemente le vibrazioni responsabili delle rotture secondarie. Come spiegato da Dunkel, la torsione genera onde di tipo elicoidale che si propagano più rapidamente delle onde di flessione del fenomeno di snap-back. Questa rapida dissipazione di energia impedisce l'accumulo di tensione necessario per innescare ulteriori fratture, forzando il materiale a cedere in un unico punto, risultando in due pezzi distinti.

Sebbene l'applicazione pratica di questa tecnica in un contesto domestico richieda una precisione ardua da replicare, il risultato fornisce un quadro concettuale robusto per il controllo delle cascate di frattura in materiali cilindrici ingegnerizzati. La rilevanza di questa indagine trascende l'ambito gastronomico, posizionandosi come un contributo significativo alla scienza dei materiali e alla meccanica della frattura. La capacità di controllare la propagazione delle cricche, studiata qui su un oggetto semplice come la pasta, ha implicazioni dirette per settori ingegneristici avanzati, illuminando principi fondamentali applicabili a strutture complesse come nanotubi o componenti aerospaziali.