Πεινασμένοι φυσικοί δημιουργούν τέλεια δαχτυλίδια αλατιού

Όταν βράζετε νερό για τα ζυμαρικά, ρίχνοντας λίγο αλάτι στο νερό μπορεί να το βοηθήσει να βράσει λίγο πιο γρήγορα – έστω και για λίγα δευτερόλεπτα. Με αυτό, ένας λευκός δακτύλιος αποθέσεων αλατιού θα εμφανίζεται συχνά μέσα στο τηγάνι. Μια ομάδα περίεργων και πεινασμένων φυσικών εκμεταλλεύτηκε τη δύναμη της δυναμικής των υγρών για να δει ποια συστατικά είναι απαραίτητα για τη δημιουργία δακτυλίων αλατιού με πιο ωραία εμφάνιση – η απελευθέρωση μεγαλύτερων σωματιδίων αλατιού από μεγαλύτερο ύψος μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία πιο ομοιόμορφων εναποθέσεων αλατιού στον πάτο ενός τηγανιού. Τα ευρήματα αναφέρονται αναλυτικά στο α μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 21 Ιανουαρίου στο περιοδικό Φυσική Ρευστών.

Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Twente στην Ολλανδία και το Γαλλικό Εθνικό Ινστιτούτο Γεωργίας, Τροφίμων και Περιβάλλοντος (INRAE) περνούσαν ένα βράδυ παίζοντας επιτραπέζια παιχνίδια και τρώγοντας ζυμαρικά, όταν άρχισαν να αναρωτιούνται τι θα χρειαζόταν για να δημιουργήσουν στολή. και «όμορφα» δαχτυλίδια αλατιού. Μεταβλητές θα μπορούσε να περιλαμβάνει μικρούς ή μεγάλους κόκκους, πόσους κόκκους, πόσο γρήγορα και αν υπάρχει η βέλτιστη ποσότητα νερού.

«Μέχρι το τέλος του γεύματός μας, είχαμε σχεδιάσει ένα πειραματικό πρωτόκολλο και είχαμε γράψει μια σειρά από πειράματα που θέλαμε να δοκιμάσουμε στον μικρό πίνακα του μικρότερου γιου μου», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και φυσικός INRAE ​​Mathieu Souzy. είπε σε δήλωση. «Ήταν μια εξαιρετική συνολική εμπειρία, γιατί σύντομα συνειδητοποιήσαμε ότι η απλή παρατήρηση της καθημερινής ζωής κρύβει μια πλούσια ποικιλία φυσικών μηχανισμών!»

Η ομάδα έστησε μια δεξαμενή με βραστό νερό σε ένα εργαστήριο και δοκίμασε τη ρίψη αλατιού διαφόρων μεγεθών σε διαφορετικές ταχύτητες. Όταν ένα μόνο σωματίδιο απελευθερώνεται σε μια δεξαμενή νερού, το σωματίδιο κατακάθεται στον πυθμένα λόγω των επιπτώσεων της βαρύτητας. Η βύθιση δημιουργεί μια μικρή έλξη αφύπνισης που διαταράσσει τη ροή του νερού γύρω από το σωματίδιο.

“Εάν ένας μεγάλος αριθμός σωματιδίων απελευθερωθεί ταυτόχρονα, τα γειτονικά σωματίδια βιώνουν αυτή τη διαταραχή ροής που δημιουργείται από όλα τα γύρω σωματίδια”, είπε ο Souzy. «Προκαλεί τη σταδιακή οριζόντια μετατόπιση των ιζημάτων (που πέφτουν), γεγονός που οδηγεί σε μια διευρυνόμενη κυκλική κατανομή των σωματιδίων».

Όταν τα σωματίδια φτάσουν στον πάτο του τηγανιού πολύ γρήγορα, αυτά σχηματίζουν μια κυκλική κατάθεση. Το νερό που ταξιδεύει μέσα στον απόηχο του νέφους των σωματιδίων στη συνέχεια σπρώχνει τα σωματίδια πιο μακριά, σαν ένα φαινόμενο κυματισμού. Αυτή η ακτινική κίνηση μακριά από το κέντρο δημιουργεί αυτό το καθαρό κέντρο του δακτυλίου στο κάτω μέρος ενός ταψιού.

Ωστόσο, η ομάδα διαπίστωσε ότι εάν τα σωματίδια απελευθερωθούν από μεγαλύτερο ύψος, τα ιζήματα θα πέφτουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Το νέφος των σωματιδίων στη συνέχεια διαστέλλεται σε κυκλική κατεύθυνση έως ότου υπάρχει αρκετός χώρος μεταξύ των σωματιδίων και τα σωματίδια δεν θα είναι αρκετά κοντά για να σχηματίσουν ένα «σύννεφο». Στη συνέχεια, τα σωματίδια πέφτουν βροχή για να το σχηματίσουν γνωστή ομοιογενής κυκλική εναπόθεση αλατιού. Ρίχνοντας μεγαλύτερα σωματίδια από μεγαλύτερο ύψος, οι δακτύλιοι μπορούν να φαίνονται πιο κυκλικοί.

[ Related: Physicists figure out the perfect Cacio e Pepe recipe. ]

«Αυτά είναι τα κύρια φυσικά συστατικά και παρά τη φαινομενική απλότητά του, αυτό το φαινόμενο περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα φυσικών εννοιών όπως η καθίζηση, η μη ερπυστική ροή, οι αλληλεπιδράσεις μακράς εμβέλειας μεταξύ πολλαπλών σωμάτων και η εγρήγορση», είπε ο Souzy.

Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι επειδή τα μεγαλύτερα σωματίδια κινούνται προς τα έξω περισσότερο από τα μικρότερα, μπορούσαν να ταξινομήσουν τα σωματίδια κατά μέγεθος απλώς ρίχνοντάς τα στο νερό. Ο Souzy αναφέρει επίσης ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτά τα δεδομένα στην κουζίνα για να «δημιουργήσει πολύ ωραία δαχτυλίδια αλατιού σχεδόν κάθε φορά».