Fizycy z Francji badali mechanizmy odpowiedzialne za tworzenie się kwiatów z sera Tete de Moine podczas jego podawania, zeskrobując cienką górną warstwę. Głównym czynnikiem wpływającym na zmianę parametrów przestrzennych był współczynnik tarcia, który zmieniał się łagodnie wzdłuż promienia główki sera. Jednocześnie energia zniszczenia okazała się na tyle duża, że zapewniła przejście do reżimu ścinania plastycznego. Autorzy pracy zauważyli, że wyniki ich badań mogą być przydatne do kontrolowania morfogenezy podczas cięcia metali. Badanie opublikowano w czasopiśmie Physical Review Letters.
Tradycyjny sposób podawania sera Tete de Moine wygląda następująco: główkę sera nawleka się na stalowy pręt zamocowany na środku drewnianej platformy, a ostrze umieszcza się na samym pręcie - taką kulinarną instalację nazywa się girolle (la girolle). Podczas obracania sera nóż zdrapuje cienką warstwę, zamieniając ją w pomarszczone płaty – osobliwe kwiaty. Takie serwowanie ma nie tylko znaczenie estetyczne, ale i praktyczne, gdyż duży stosunek powierzchni kawałka do jego objętości wzmacnia aromat sera, a także sprawia, że tekstura produktu jest bardziej delikatna.
Z punktu widzenia fizyki najciekawszą rzeczą jest tutaj przekształcenie płaskiej powierzchni bez krzywizn w pomarszczoną strukturę o charakterystycznej geometrii. Naukowcy wyjaśnili podobny efekt w płatkach róż tym, że krzywizna obiektu nie pozwalała płatkom na dopasowanie się do trójwymiarowej przestrzeni euklidesowej. Gdy zaś cienkie folie z tworzywa sztucznego uległy rozdarciu, okazało się, że przyczyna była inna: nieodwracalne rozciąganie tworzywa sztucznego gwałtownie zwiększało długość linii równoległych do granicy w momencie, gdy zbliżały się one do wolnej krawędzi. Jednakże do dziś nie udało się ustalić, jaki mechanizm fizyczny odpowiada za powstawanie kwiatów serowych.
Matteo Ciccotti (Matteo Ciccotti) z Uniwersytetu Sorbona wraz ze swoimi kolegami z Francji odkrył, że falista struktura płatków sera powstaje w wyniku zmiany współczynnika tarcia wzdłuż promienia główki sera.
Для этого физики собрали жироль с постоянной скоростью вращения 1,14 радиана в секунду и контролируемой силой давления при контакте лезвия и материала. Чтобы результаты были воспроизводимы, исследователи использовали сыр одной и той же марки возрастом от трех до шести месяцев, приобретенный у единственного продавца. Сначала ученые измерили, как изменилась длина внешней дуги сырного цветка по сравнению с длиной дуги до соскабливания: с этой целью физики отметили на сыре две прямые радиальные линии, образующие угол в 15 градусов. Помимо этого, ученые определили модуль Юнга, предел текучести, коэффициент трения между сыром и лезвием, а также энергию разрушения в зависимости от расстояния до края.
В итоге отношение длины дуги у сырного цветка и сыра до отделения ножом показало нелинейное падение при приближении к центру головы: сначала этот параметр изменился примерно с 0,8 до 0,4 при уменьшении расстояния от края с нуля до десяти миллиметров, а затем стал константой в районе 0,3-0,4 единиц — исходя из этого физики сделали два вывода. Во-первых, расстояние в 10 миллиметров от края, при котором измеренное отношение вышло на плато, совпало с толщиной пограничного слоя сыра, на который влияет процесс сушки. Во-вторых, изогнутость краев стала следствием изменения пространственной метрики, поскольку в противном случае (если бы отношение длин дуг падало на всем радиусе головы) сырные цветки имели бы нулевую гауссову кривизну и остались бы плоскими.
Ученые связали трансформацию пространственной метрики с коэффициентом трения, который продемонстрировал плавное изменение вдоль радиуса сырной головы: из-за заметного градиента лезвие по-разному деформировало верхний слой сыра. При этом остальные механические свойства — модуль Юнга, предел текучести и энергия разрушения, практически не повлияли на формирование цветков. В то же время энергия разрушения стала важным фактором, но по другой причине: она оказалась достаточно велика, чтобы вызвать переход к режиму пластического сдвига, без которого не произошло бы изменение пространственной метрики. Авторы работы также отметили, что их результаты станут полезными при резке металла — с помощью контролируемого коэффициента трения между лезвием и материалом можно добиться стружки требуемой формы.
Физики не первый раз исследуют очевидные на первый взгляд механические свойства еды: например, мы уже писали о том, как экспериментаторы подвергли печенье Oreo лабораторному испытанию на скручивание.