小学生拉卡片

学物理,必然会遇到宇宙中一些更大的奥秘。大爆炸之前发生了什么?黑洞里有什么?有没有可能把一根干意大利面切成两段?"

也许你发现自己在厨房里问了最后一个问题。为什么,当你试图将一块未煮过的意大利面切成两半时,几乎总是有三块或更多的意大利面在你的柜台上噼啪作响?几十年来,这种不合逻辑的现象一直困扰着厨师和学者;据说,就连二战期间协助研发原子弹的诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼,也花了大半个晚上坐在厨房里,掰着意大利面条,寻找解释。【七件日常事物的神秘物理学】

费曼可以说是干巴巴的,但最后,周一(8月13日)发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究提供了一些结论。在一些数学模型和一个意大利面条弯曲机器人的帮助下,麻省理工学院的研究人员发现,是的,有可能将一根未煮过的意大利面条切成两段,但有一个扭曲…字面上的意思。研究人员写道,为了防止弯曲的意大利面断成半打,意大利面的一端必须首先扭转近360度。

或者更专业地说,“研究结果促进了人们对畸变如何影响断裂级联的普遍理解。”物理学副教授j਴rn·邓克尔在一份声明中说,无论如何,这是一个有趣的跨学科项目,由两名聪明而执着的学生发起并实施,他们可能暂时不想看到、打破或吃意大利面。

在他们的新研究中,麻省理工学院的研究人员打破了350多个Barilla意大利面条,并使用了超高速摄像机。为了让他们的碳化实验完全准确,主要研究作者罗纳德·希瑟(Ronald Heather,现为康奈尔大学工程学研究生)建造了一台特殊的意大利面弯曲机,铝钳子夹在面条的两端。在每个实验中,将一根细面条放入机器中,扭曲到预定的程度,然后向上弯曲,直到它断裂。在多次破坏意大利面后,

研究人员发现,只有当机器将面条扭曲至少250度,然后慢慢弯曲到断裂点时,他们才能将一根意大利面条完全分成两片。据研究人员称,这些结果在两种类型的意大利面(Barilla号和7号,直径略有不同)中是一致的,并且与研究团队在实验前运行的一系列意大利面弯曲模型相一致。

那么,为什么失真如此重要呢?根据这项新的研究,扭转“使杆能够以各种方式储存能量”。想象一下,当一个未扭转的杆第一次断裂时,每半个杆都会以一个动能向后弹出。2005年的一项研究发现,这种回扣释放的能量波如此强烈,以至于它还导致面条的其他受力部分脱落。(这项研究获得了2006年的搞笑诺贝尔奖,这是一个颁发给“不可能的研究”的年度模仿奖。请注意,这种行为不仅限于面条,在很多细长的杆状结构中也可以看到,包括奥运跳高杆。

它出现在扭曲的面条中,麻省理工学院的研究人员写道,大多数反弹波都被转换为“扭曲波”,并通过面条的开卷传播。因此,反冲力减弱,不太可能导致更多的骨折。

“一旦(面条)断了,你仍然会得到回扣,因为鱼竿应该是直的,”邓克尔说,但它不想被扭曲。

所以,是的:把你的面条分成精确的两部分是可能的。费曼会很高兴的。虽然这一发现可能不是原子弹,但它可以帮助未来的研究人员更好地理解一般的断裂力学,甚至有助于设计抗断裂的纳米材料。这些发现是否适用于其他类型的面食,如Bu Catini,还需要进一步研究。

最初发表在《生命科学》杂志上。