Fizycy z Francji badali mechanizmy odpowiedzialne za formowanie się kwiatów z sera Tete de Moine podczas jego podawania poprzez zeskrobanie cienkiej wierzchniej warstwy. Głównym czynnikiem wpływającym na zmianę metryk przestrzennych był współczynnik tarcia, który wykazywał płynną zmianę wzdłuż promienia główki sera. Jednocześnie energia destrukcji okazała się wystarczająco duża, zapewniając przejście do stanu ścinania plastycznego. Autorzy pracy zauważyli, że ich wyniki mogą być przydatne w kontrolowaniu morfogenezy podczas cięcia metalu. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Physical Review Letters”.
Tradycyjne podawanie sera Tete de Moine wygląda następująco: główka sera nawleczona jest na stalowy pręt zamocowany pośrodku drewnianej platformy, a na samym pręcie umieszczone jest ostrze – taka kulinarna instalacja nazywa się girolle (la girolle). Podczas obracania sera nóż zdrapuje cienką warstwę, zamieniając ją w pomarszczone płatki – swoiste kwiaty. Takie podawanie ma nie tylko walory estetyczne, ale i praktyczne, ponieważ duży stosunek powierzchni sera do jego objętości wzmacnia aromat sera, a także sprawia, że tekstura produktu jest bardziej delikatna.
Z punktu widzenia fizyki najciekawsze jest tu przekształcenie płaskiej, pozbawionej krzywizn powierzchni w pomarszczoną strukturę o charakterystycznej geometrii. Podobny efekt w płatkach róż naukowcy wyjaśnili tym, że krzywizna obiektu uniemożliwiała płatkom zmieszczenie się w trójwymiarowej przestrzeni euklidesowej. Po rozerwaniu cienkich folii z tworzywa sztucznego przyczyna okazała się inna: nieodwracalne rozciąganie tworzywa sztucznego gwałtownie wydłużało linie równoległe do granicy, gdy zbliżały się do wolnej krawędzi. Jednak do dziś nikt nie odkrył, 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 płatów 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.
