Un team di fisici dell’Mit è riuscito dove il grande Richard Feynman aveva fallito: spezzare uno spaghetto in due è possibile. Tutta questione di rotazione, e di fisica ovviamente

“Barilla N.1, spaghetti di pasta secca; lunghezza approssimativa: 24,1 cm”. Un soggetto bizzarro per un esperimento, specie se la ricerca viene svolta nei laboratori di modellazione meccanica, all’interno del dipartimento di fisica dell’Università di Parigi. Eppure è così che nel 2005 è stato risolto un mistero che, si racconta, nemmeno il grande fisico Richard Feynman era riuscito a chiarire. Sarebbe a dire: perché gli spaghetti non si spezzano mai in soli due pezzi? All’epoca la risposta arrivò dagli esperimenti di Basile Audoly e Sébastien Neukirch, e gli valse tra le altre cose anche un bel Ignoble Prize per la fisica nel 2006. Ma ad anni di distanza, rimaneva ancora un punto da chiarire: capita la fisica alla base di questo bizzarro fenomeno, è possibile aggirarlo, e spezzare finalmente in due soli pezzi uno spaghetto? Pare di sì, anche se per riuscirci sono serviti anni, un complicato apparato sperimentale, e l’impegno, niente meno, di un intero team di fisici dell’Mit, che oggi descrive il proprio successo sull’ultimo numero dei Proceedings of The National Academy of Sciences.

La premessa d’obbligo, prima di raccontare come ci sono riusciti, è che spezzare spaghetti in due parti non è un esercizio ozioso. Come spesso capita, infatti, i problemi di tutti i giorni possono avere ripercussioni importanti per la scienza. E in questo caso, comprendere con precisione quali forze sono in azione quando spezziamo uno spaghetto è un’applicazione pratica della cosiddetta meccanica della frattura. Una delle branche più innovative – assicurano i ricercatori dell’Mit – della moderna scienza dei materiali. Non è un caso, quindi, se il problema era stato studiato già negli anni ‘70 da due pionieri come Feynman e Daniel Hillis (uno dei primi scienziati a dedicarsi allo sviluppo di supercomputer). Che dopo un pomeriggio di lavoro febbrile si erano trovati con una cucina piena di frammenti di pasta, e nessuna risposta sensata per il loro enigma.

Nonostante il fallimento di un premio Nobel come Feyman, la spiegazione ovviamente esiste: come hanno dimostrato nel 2005 Audoly e Neukirch l’effetto è dovuto alle cosiddette onde flessurali, che al momento della prima frattura nello spaghetto si propagano per tutta la sua lunghezza, provocando una cascata di fratture secondarie che rende impossibile ottenere solamente due frammenti da un pezzo di pasta.

È basandosi sul loro modello matematico, dunque, che i ricercatori dell’Mit hanno deciso di approfondire la questione, cercando di capire se esiste un modo per impedire alle onde flessurali di frantumare lo spaghetto, e ottenere quindi due soli frammenti. Per scoprirlo hanno dovuto spezzare nel loro laboratorio centinaia di spaghetti, alla fine la risposta è risultata positiva. Il trucco – spiegano – sta nel nell’imprimere una torsione allo spaghetto mentre lo si cerca di spezzare, ma – ricorda Jörn Dunkel, uno degli autori del nuovo studio – “Bisogna ruotarlo con molta, molta forza”.

Nei loro laboratori, i ricercatori hanno studiato il fenomeno utilizzando un dispositivo in grado di piegare e ruotare gli spaghetti a piacimento, e filmando centinaia di fratture in condizioni sperimentali leggermente differenti, hanno ottenuto un modello matematico che spiega il fenomeno. Quando la flessione di uno spaghetto che è stato anche ruotato quasi a 360 gradi lo porta al punto di rottura, le onde flessurali che vengono generate hanno infatti modo di dissiparsi con il movimento rotatorio che riporta i due frammenti allo stato di torsione iniziale. In pratica, le onde rotatorie e quelle flessurali si annullano tra loro, evitando nuove fratture e lasciandoci in mano due soli frammenti di spaghetto.

Negli esperimenti dei ricercatori americani, il modello si è rivelato accurato per prevedere il comportamento di differenti varietà di spaghetti, nello specifico Barilla N.5 e Barilla N.7 (che hanno diametri leggermente differenti). Per altri tipi di pasta lunga, però, le cose si fanno più complesse. “Le linguine ad esempio sono molto diverse, perché hanno una forma più simile a un nastro”, sottolinea Dunkel. “Il nostro modello si applica a barre perfettamente cilindriche. E anche se gli spaghetti non hanno una forma perfettamente regolare, la teoria riesce a catturare abbastanza bene il loro comportamento”. Per spezzare a dovere linguine, bucatini, tagliatelle e pappardelle, insomma, serviranno ancora ulteriori ricerche.