Фізики з Франції вивчили механізми, що відповідають за утворення квіток із сиру тет-де-муан, коли його сервірують, зіскоблюючи тонкий верхній шар. Головним фактором, який вплинув на зміну просторової метрики, став коефіцієнт тертя, що продемонстрував плавну зміну вздовж радіусу сирної голови. При цьому енергія руйнування виявилася досить великою та забезпечила перехід до режиму пластичного зсуву. Автори роботи зазначили, що їх результати можуть принести користь для контролю морфогенезу під час різання металу. Дослідження опубліковано в Physical Review Letters.
Традиційна подача сиру тет-де-муан має такий вигляд: голову нанизують на сталевий стрижень, закріплений у центрі дерев'яної платформи, а на самому стрижні встановлюють лезо — така кулінарна установка називається жироль (la girolle). Під час обертання сиру ніж зіскаблює тонкий шар, перетворюючи його на зморшкуваті листи – своєрідні квіти. Подібна подача має не тільки естетичний, а й практичний зміст, оскільки велике співвідношення між площею шматочка та його об'ємом посилює аромат сиру, а також робить текстуру більш ніжною.
З погляду фізики найцікавіше тут — перетворення плоскої поверхні без викривлень на зморшкуваті структури з характерною геометрією. Схожий ефект у пелюсток троянд дослідники пояснили тим, що кривизна об'єкта не дозволила пелюсткам уміститися у тривимірному евклідовому просторі. А при розриві тонких пластикових листів причина виявилася іншою: незворотне пластичне розтягнення різко збільшило довжину ліній, паралельних кордону, коли вони наблизилися до вільного краю. Проте ніхто досі не з'ясував, який фізичний механізм відповідає за утворення сирних квіток.
Маттео Чіккотті (Matteo Ciccotti) з Університету Сорбони спільно з колегами з Франції з'ясував, що хвиляста структура сирного листя виникає в результаті зміни коефіцієнта тертя по радіусу сирної голови.
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.