Az anyag összetételét feltáró kísérleti fizika friss eredményei rendszerint nagy laboratóriumokban, hatalmas kísérleti eszközök, például részecskegyorsítók bevetésével, százak és százak közös munkájával születnek meg. A mikrovilág történéseit leíró kvantumfizika egy elképzelhetetlen világról tudósít. A kozmológia feltárja a 14 milliárd évvel ezelőtti eseményeket, lézereink a másodperc ezerbilliomod részénél rövidebb impulzusokat adnak. Feltárultak az abszolút nulla közelébe hűtött anyag rendkívüli tulajdonságai, a termonukleáris fúziós kísérletekben pedig több tízmillió fokra hevítik a plazmát. Ezek a laikusok számára gyakran titokzatosnak és érthetetlennek tűnő jelenségek valójában az egyszerű, viszonylag könnyen vizsgálható esetek, a legegyszerűbb hétköznapi jelenségek leírása ennél sokkal nehezebb. A néhány alapanyagból készülő étel főzése közben esetenként akár sok százféle molekula között zajlanak egymásra épülő, egymást befolyásoló kémiai reakciók, ezek pontos nyomon követésére, leírására ma még képtelen a tudomány.
Ha választ keresünk egy hétköznapi jelenség magyarázatára, tudományos hátterére, akkor gyakran az derül ki, hogy egyelőre nincs válasz kérdésünkre. Néha egészen messze vezet egy hétköznapi megfigyelés megoldásának kísérlete. Richard Feynman (1918-1988) a múlt század fizikájának egyik nagy alakja és színes egyénisége volt. Szenvedélye volt a bongódobon való dobolás, a festés, a sztriptízbárok látogatása, a majául írt szövegek megfejtése, a páncélszekrények feltörése is foglalkoztatta. Szívesen népszerűsítette a tudományt, könyvei már magyarul is olvashatók, jó szívvel ajánlom őket. A II. világháború alatt Feynman Los Alamosban részt vett az atombomba létrehozásában. Ottani munkája végeztével 1946-ban egy tányért hajítottak el a közelében a Cornell Egyetem étkezőjében. Feynman figyelmesen nyomon követte az egyetem emblémájával díszített tányér röpülését. A tányér imbolyogva, bukdácsolva repült, gyorsabban repült előre, mint ahogy pörgött. Az elméleti fizikus Feynman levezette a repülő tányér mozgását leíró bonyolult egyenletet. A további lépéseket nem részletezem, csak az eredményt: a tányér egyenletei vezettek el a kvantumelektrodinamika elméletének pontosításához, kiegészítéséhez, amiért Feynman 1965-ben fizikai Nobel-díjat kapott.
Már Nobel-díjas volt, amikor spagettifőzéshez készülve arra figyelt fel, hogy a két végén megfogott és meghajlított spagetti szál sohasem két darabra, hanem legalább három, de inkább több darabra törik. Barátjával együtt sorozatban tördelték a szálakat, és közben magyarázatot kerestek a megfigyelésre. Sajnos sem a kísérletek, sem az elméleti meggondolások nem vezettek eredményre. Feynman később nem foglalkozott a megoldás keresésével.
A spagetti rejtélye akkor került újra elő, amikor 1991-ben fizikai Nobel-díjat kapott a folyadékkristályokkal kapcsolatos munkásságáért a francia Pierre-Gilles de Gennes. Televíziós kamerák előtt válaszolt a minden nagy embernek rendszerint feltett kérdésre: milyen problémákat kell még megoldani a fizika területén. (Fizikusok tudják, hogy erre a kérdésre nagyon óvatosan kell válaszolni. A 19. század vége felé azt tanácsolták az egyetemre készülő német Max Plancknak, hogy ne tanuljon fizikát, mert ott a hőmérsékleti sugárzás kisebb problémáit kivéve már nincs megoldandó feladat. Szerencsére nem fogadta meg a tanácsot és éppen a hőmérsékleti sugárzás magyarázatára vezette be a kvantumhipotézist 1900-ban, ezzel indult el a 20. század egyik legnagyobb fizikai felfedezéssorozata, a mikrovilágot leíró kvantumfizikák kidolgozása, alkalmazása.)
De Gennes ott állt friss Nobel-díjasként a kamerák előtt és Feynmanra utalva a spagetti problémáját nevezte meg a fizika megoldandó feladataként. Látta ezt a tudósítást egy akkor érettségi előtt álló francia fiatalember, Basile Audoly, aki később fizikát tanult és idén megoldotta a spagetti rejtélyét, legalábbis a rejtély nagy részét. Eredményét a szakmában a legrangosabbak közé tartozó amerikai fizikai folyóirat, a Physical Review Letters közölte.
Audoly, és kutatótársa Sébastien Neukirch, hatféle, különböző keménységű spagettivel kísérletezett. A spagetti egyik végét befogták, a másikat mozgatták, a történéseket nagysebességű kamerával követték nyomon. Csaknem törésig feszítették a spagetti szabad végét, majd elengedték. A felvételek megörökítették, hogy a szálon hullámzás alakult ki. Az oda-vissza futó hullámok egymással találkozva hol gyengítették, hol erősítették egymást. A tészta ott tört el, ahol a két hullám azonos fázisban volt, az egyirányú erőhatások összegeződtek. Hasonló eredményre vezettek a számítógépes szimulációk is. A számszerű adatok elemzéséből érdekes következtetés adódott: a szál hosszától függetlenül a törés helyéből és az elengedés óta eltelt idő négyzetgyökéből képzett hányados állandó. Ma persze megjósolhatatlan, hogy a spagettitörésnek ez a törvénye hasonló karriert fut-e majd be, mint Feynman repülő tányérja.
Kísérletező kedvű olvasóink számára maradt még megoldani való feladat a spagettirejtélyben. Eddig nem sikerült a törés várható helyét előre jelezni. Nincs magyarázat arra sem, hogy miért csak néhány és miért nem nagyon sok darabra törik a spagetti.
Hozzászólások