Btn mobile menu gray

Het raadsel van spaghetti

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Een bak spaghetti volstaat om een van de oude raadsels uit de natuurkunde te bestuderen.

Neem één sliert ongekookte spaghetti en buig de uiteinden naar elkaar, tot de pasta breekt. Zoek nu de stukken van de keukenvloer. Als je het goed deed, is de spaghetti niet keurig doormidden geknakt maar is hij in drie of vier stukken gebroken. 

 

Waarom breekt spaghetti niet netjes in tweeën? Een van de grootste wetenschappers aller tijden, fysicus Richard Feynman, grondlegger van de quantumelektrodynamica en getalenteerd bongospeler, heeft zich al eens over dit probleem gebogen. In de biografie No Ordinary Genius vertelt een van zijn vrienden hoe hij samen met de natuurkundige ooit een avond lang spaghetti stond te breken. "Na een paar uur lag de keuken vol pasta maar hadden we nog steeds geen goede theorie waarom spaghetti in drieën breekt." Het schijnt dat Feynman zijn bezoekers vaker bezighield met een avondlange pastabreeksessie. De Nobelprijswinnaar was naarstig op zoek naar een oplossing voor het vraagstuk.

Het raadsel van de spaghetti werd pas in 2005 opgelost door de natuurkundigen Basile Audoly en Sebastien Neukirch. Na breekproeven met deegwaar van verschillende lengte en dikte ontdekten zij dat elastische golven in de pasta de breuken kunnen verklaren. Het komt erop neer dat je de spaghetti buigt tot de eerste breuk. Die eerste breuk veroorzaakt een snelle schokgolf door de twee helften waardoor de sliert terugbuigt tot voorbij de rustpositie. De spaghetti, verzwakt door de eerste buiging, breekt opnieuw. Die tweede breuk kan eenzelfde reactie veroorzaken waardoor de pastasliert opnieuw veert en er een volgend, kleiner stuk afbreekt.

Als je de gebroken pasta bekijkt, zie je dat de breukvlakken in tegengestelde richting tot elkaar liggen. Als in het middelste, kleinste stuk de eerste breuk van rechtsboven naar linksonder loopt, gaat de tweede van linksboven naar rechtsonder. Je kunt dit duidelijker zien als je voor de proef de sliert langs een kant kleurt met watervaste stift.
De verklaring van Feynmans spaghettiraadsel bezorgde Audoly en Neukirch in 2006 de Ig Nobelprijs voor natuurkunde, een wetenschapsprijs toegekend voor mal of grappig onderzoek dat je wel aan het denken zet.

Bron: verkorte versie van ScienceLinX

Naschrift: Er is natuurlijk een volgende vraag: hoe zorg je er nou voor dat spaghetti wel in twee stukken breekt. Ook dat raadsel is inmiddels opgelost: door de spaghetti te draaien. Of preciezer: te torderen. Probeer maar!