Spagettinin Kırılma Gizemi Nedir?Pişmiş spagetti lezzetli olsada bilim adamları daha çok pişmemiş olan spagetti ile yıllardır ilgileniyor.Bir spagetti çubuğunu iki ucundan tutup bükmeye yeltenirseniz ve iki parçaya ayırmaya çalışırsanız, bu işlemin göründüğü kadar kolay olmadığını göreceksiniz.Bunu evde denediğinizde genelde spagetti çubuğu ikiden fazla parçaya (3-4 parça gibi) ayrılacaktır.
Spagetti gizemi olarak adlandırılabilecek bu olay, çubukların ikiye ayrılmakta direnmesine dair teorik bir açıklama getirmeye çalışan 1988 yılında ölen nobel ödüllü ünlü fizikçi Richard Feynman'ın bile kafasını karıştırmıştır.
Feynman'ın bu mutfak deneyi, 2005'e kadar yanıtsız kalmıştı.Bulmaca nihayet 2005`de çözülmüştü.Fransa'dan bazı fizikçiler toplanıp, bu süreçte spagetti çubuğuna etkiyen kuvvetleri ortaya koymaya çalıştılar.
Bir spagetti çubuğu, her iki uçtan eşit olarak büküldüğünde, en kavisli olduğu merkezine yakın bir noktadan kırılacağını keşfettiler. Bu ilk kırılma, bir snap-back etkisi yaratıyor ve çubuğun daha fazla sayıda kırılmasına yol açan bir bükülme dalgasını ve titreşimi tetikliyordu.
2006 lg nobel ödülü'nü (Ig Nobel ödülleri; Harvard Üniversitesi tarafından Nobel'in bir parodisi olarak en anlamsız, saçma anlaşılabilecek ve yeniden üretilmeyecek, üretilmemesi gereken bilimsel çalışmalara verilen ödüllerdir. Ig Nobel, değersiz anlamına gelen ignoble kelimesi oynanarak uydurulmuş bir kelimedir.Ödüller her yıl Aralık ayında bilimsel mizah dergisi 'Annals of Improbable Research' tarafından Harvard Üniversitesi'nde düzenlenen törenle 'ilk anda insanları gülümsetecek ama sonra onları düşündürecek' on başarıya verilir.
Ig Nobel'leri herhangi bir para ödülü içermemekte ve hayal gücünü onurlandırmak için verilmekte, insanların dikkatini bilim, tıp ve teknolojiye çekmek amacını gütmektedir. Kazanan bütün araştırmalar gerçek veriler içermekte ve prestijli bilim dergilerinde yayımlanmış olmaktadır.)Kazanan teorileri, Feynman'ın yap-bozununu çözmüş görünüyordu.Ancak geriye cevaplanması gereken bir soru kaldı,
Spagetti ikiye hiç ayrılamaz mıydı?
Sorunun cevabını Mit'deki araştırmacılar verdi. Yayınladıkları makalede, araştırmacılar, hem bükerek hem de kıvırarak, spagetti'yi ikiye ayırmanın bir yolunu bulduklarını gösterdiler. Yüzlerce spagetti çubuğu ile deneyler gerçekleştirdiler, çubukları özellikle bu amaç için ürettikleri bir aparatla kıvırıp, büktüler. Ekip, eğer bir çubuk belli bir kritik dereceye kadar kıvrılıp daha sonra, yavaşça ikiye bükülürse her şeye rağmen ikiye bölünebiliyordu.
Araştırmacılar, sonuçların, kırık oluşumuna dair bir iç görü geliştirmek ve çok lifli yapılar, nanotüpler, hatta hücrelerdeki mikrotübüller (mikrotübüller, hücre iskeletini oluşturan yapılardan olup, reseptörleri tutarlar veya serbest bırakırlar.Protein yapıda olup, uzun, içi boş silindirik yapılardır.Mikrotübüller gibi diğer çubuk benzeri materyallerdeki kırıkların nasıl kontrol edileceği gibi mutfak dışı uygulamalarda kullanılabileceğini belirtiyorlar.
Araştırmacılar, olayı otomatiğe bağlamak amacıyla, yüzlerce spagetti çubuğunu kıvırıp bükmek için bir cihaz kullandılar ve tüm parçalama işlemini bir kamerayla saniyede bir milyon kareye kadar kaydettiler.Sonunda, spagetti'yi neredeyse 360 derece kıvırarak (döndürerek) , ardından iki ucu bükmek için yavaşça bir araya getirerek, çubuğun tam olarak ikiye kırılabildiğini gördüler. kullandıkları spagettiler barilla no: 5 ve barilla no: 7 idi. Bu iki spagettinin çapları biraz farklı olmasına rağmen ikisinde de bunun işe yaradığını gösterdiler.
Aşağıdaki gif'te bu ikiye bölünmeyi görebilirsiniz:
Kıvırma işleminin, çubuk bükülürken yayılan kuvvetleri nasıl etkilediğini araştırdılar. 10 inçlik bir spagetti çubuğunun ilk önce yaklaşık 270 dereceye kıvrıldığı ve daha sonra büküldüğü takdirde, iki etki nedeniyle ikiye bölünebildiğini gösterdiler.Bunlardan ilki "snap-back" diğeri ise "twist-back" etkisidir.
çubuğun büküldüğü yöne zıt yönde olan eski şeklini geri almasını ifade eden geri bükülme kuvveti olan snap-back etkisi, çubuğun kıvrılması durumunda zayıflar.
Twist-back etkisi ise çubuğun orijinal düz durumuna geri gevşeme isteğini ifade eder.Çubuktan enerjiyi serbest bırakan bu etki, ek kırılmaları önler. Yani çubuk bir kez bozulduğunda, hala bir snap-back etkisi var çünkü çubuk düz olmak istiyor, ama aynı zamanda kıvrılmak da istemiyor.
Snap-back etkisi, çubuğun ileri geri titreyeceği bir bükülme dalgası yaratırken, twist-back de çubuğun ileriye ve geriye doğru sarmal olarak kıvrılacağı (türbüşon şekli gibi) bir dalga yaratır.Kıvrılma dalgası, bükülme dalgasından daha hızlı hareket eder, bu da enerjiyi dağıtır, böylece sonraki kırılmalara neden olabilecek ek gerilim birikimleri oluşmaz.Böylece çubuk ikiden fazla parçaya ayrılmaz.Yani iki parçaya ayrılabilir.
Burada snap-back'i kısaca geri bükme etkisi, twist-back'i de geri kıvırma etkisi olarak düşünebilirsiniz.
Kafa karıştırmamak adına twist'in yani kıvrılmanın aynı eksen etrafında (x ekseni) bir nevi çubuğu döndürme demek olduğunu, bending'in yani bükmenin de çubuğu ters eksende (y ekseni) bükme yani bir nevi çubuğu kırma işlemi olduğunu unutmayın.
Başta önemsiz gibi gözüken bu deneyler, belki ileriki araştırmalar için ve başka buluşlar için temel oluşturabilir, ne de olsa hiçbir bilgi gereksiz değildir.
Kaynaklar
1.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16197227
2.https://www.pnas.org/content/115/35/8665
3. http://news.mit.edu/2018/mit-mathematicians-solve-age-old-spaghetti-mystery-0813#separator-comments
4.Video-Smarter Every Day-https://www.youtube.com/watch?v=ADD7QlQoFFI
5.https://en.wikipedia.org/wiki/Ig_Nobel_Prize
6.https://seyler.eksisozluk.com/spagetti-cubuklarinin-iki-ucundan-tutuldugunda-iki-parcadan-fazlaya-bolunme-gizemi
7.https://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/spaghetti-in-zwei-teile-brechen-forscher-loesen-legendaeres-matheproblem-a-1223087.html
