Όταν κοιτάτε ένα πιάτο ζυμαρικά δύσκολα φαντάζεστε ότι θα μπορούσε να κρύβει απαντήσεις για το σύμπαν. Κι όμως, εδώ και σχεδόν έναν αιώνα, τα ταπεινά μακαρόνια έχουν γίνει αντικείμενο μελέτης για φυσικούς που προσπαθούν να εξηγήσουν φαινόμενα του κόσμου μέσα από καθημερινά υλικά. Μπορεί να μην αποκαλύψουν (ακόμη) το μυστικό της σκοτεινής ύλης, αλλά μας δείχνουν πως η επιστήμη βρίσκεται παντού, ακόμα και στο πιάτο μας.
Από το πάχος του μέχρι τη συμπεριφορά του όταν σπάει ή μαγειρεύεται, η επιστήμη του ζυμαρικού έχει αποκαλύψει μηχανισμούς που αφορούν στη δομή της ύλης, στη χημεία των τροφίμων, ακόμη και στη γέννηση της ζωής. Για τους φυσικούς δεν υπάρχει όριο στο πού μπορούν να αναζητήσουν απαντήσεις, ούτε καν στην κουζίνα τους. Ο λόγος που τα ζυμαρικά συναρπάζουν τόσο τους επιστήμονες; Είναι απλά, αλλά γεμάτα προκλήσεις, καθώς, με δύο μόνο υλικά (αλεύρι, νερό) και θερμότητα, μπορούν να προκαλέσουν ερωτήματα που οδηγούν στην εξερεύνηση του μικρόκοσμου, των ελαστικών υλικών, της βιοφυσικής, της νευρογαστρονομίας και της ίδιας της ζωής.
Το λεπτότερο σπαγγέτι στον κόσμο
Πρόσφατα, ερευνητές από το University College London έφτιαξαν το πιο λεπτό σπαγγέτι στον κόσμο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο «electrospinning» και δημιούργησαν ίνες πάχους μόλις 0,1 χιλιοστού. Πρόκειται για μια μέθοδο παραγωγής ινών που χρησιμοποιεί ηλεκτρική δύναμη για να τραβήξει φορτισμένα νήματα πολυμερικών διαλυμάτων για την παραγωγή νανοϊνών. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτές οι βιοδιασπώμενες ίνες θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα πλαστικά νανοϋλικά σε ιατρικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές.
Το κλασικό πρόβλημα του σπασμένου σπαγγέτι
Το 1949, ο φυσικός George F. Carrier έθεσε το εξής ερώτημα: γιατί όταν ρουφάμε ένα σπαγγέτι πάντα λερωνόμαστε; Το φαινόμενο οφείλεται στο γεγονός ότι όσο μικραίνει το μήκος του σπαγγέτι, τόσο περισσότερο ταλαντώνεται, οδηγώντας αναπόφευκτα σε πιτσίλισμα. Η μαθηματική του εξήγηση δεν μπόρεσε να λύσει το πρόβλημα, απλώς το επιβεβαίωσε.
Ο Richard Feynman, ένας από τους σημαντικότερους φυσικούς του 20ού αιώνα, επίσης προβληματίστηκε με τα σπαγγέτι. Γιατί όταν προσπαθείς να σπάσεις ένα ξηρό ζυμαρικό, δεν σπάει στα δύο αλλά σε τρία ή περισσότερα κομμάτια; Το 2005, Γάλλοι ερευνητές απέδειξαν πως μετά το αρχικό σπάσιμο, η αναπήδηση των θραυσμάτων δημιουργεί δευτερεύοντα κύματα που προκαλούν επιπλέον ρωγμές. Το 2018, επιστήμονες του MIT ανακάλυψαν ότι αν στρίψουμε ελαφρώς το σπαγγέτι πριν το σπάσουμε, μπορεί να αποφύγουμε την πολλαπλή θραύση.
Το φαινόμενο της μαγειρικής μεταμόρφωσης
Τα ζυμαρικά αλλάζουν μορφή όταν βράσουν. Αν βγάλετε ένα μαγειρεμένο μακαρόνι από την κατσαρόλα και το αφήσετε να στεγνώσει, θα δείτε ότι διατηρεί το καμπυλωτό του σχήμα. Αυτή η αλλαγή είναι αποτέλεσμα της ιξωδοελαστικότητας (viscoelasticity), μιας ιδιότητας που περιγράφει πώς υλικά όπως τα ζυμαρικά αντιδρούν σε καταπόνηση. Το φαινόμενο αυτό επηρεάζει ακόμη και τη συμπεριφορά του DNA ή των σχοινιών.
Cacio e pepe με Σκοτύρι Ίου
Το μυστήριο της cacio e pepe
Οκτώ Ιταλοί φυσικοί που εργαζόντουσαν στη Γερμανία προσπάθησαν να κατανοήσουν γιατί η σάλτσα της κλασικής cacio e pepe χαλάει συχνά όταν ενώνεται με τα ζυμαρικά. Το μυστικό ήταν στα πρωτεϊνικά μόρια του τυριού που σε υψηλή θερμοκρασία κολλάνε μεταξύ τους, δημιουργώντας το «φαινόμενο μοτσαρέλα» δηλαδή σβώλους που καταστρέφουν την υφή. Η λύση βρέθηκε με την προσθήκη παραπάνω αμύλου, ακόμη και με λίγο διαλυμένο κορν φλάουρ, για να «ντύσει» τα λιπίδια και να αποτρέψει το πήξιμο. Αυτή η ανακάλυψη δεν βοήθησε μόνο στη συνταγή, αλλά και στην κατανόηση του πώς ίσως σχηματίστηκαν τα πρώτα κύτταρα – μέσω διαδικασιών φάσης σε πρωτογενείς οργανισμούς.
Το άρθρο της εβδομάδας
