La matematica può spiegare perché le nocche si rompono con un suono così soddisfacente

I ricercatori hanno sviluppato un modello matematico che descrive le articolazioni delle dita, aiutandoci a capire finalmente come le bolle possono essere responsabili del suono delle nocche quando si rompono.

Rompere le articolazioni è calmante per i nervi quanto irritante per i vicini, ma è anche fonte di confusione per gli scienziati. Nonostante decenni di ricerca, c’è ancora un dibattito su esattamente ciò che è responsabile per il rumore popping.

Uno dei primi tentativi empirici di trovare una spiegazione biologica per il fenomeno è stato fatto da una coppia di ricercatori britannici nel 1947, che ha preso una serie di raggi X per vedere esattamente cosa stava accadendo all’interno delle articolazioni.

La loro conclusione? Che è stato causato da bolle che spuntano dal liquido sinoviale lubrificante come il più piccolo temporale del mondo – un evento denominato cavitazione. E alla fine questa risposta è stata ampiamente accettata per circa un quarto di secolo.

Nel 1971 questa ipotesi fu messa in dubbio e una nuova spiegazione attribuì la colpa al collasso di quelle bolle di gas piuttosto che alla loro formazione.

Poi diversi anni fa, un’altra indagine basata sulla risonanza magnetica (MRI) ha suggerito che l’ipotesi della formazione di bolle fosse quella corretta da sempre.

La loro registrazione in tempo reale ha mostrato uno spazio che si forma con la separazione delle articolazioni, in coincidenza con il suono popping familiare. Tutto su, l’intero processo ha richiesto solo 310 millisecondi.

Tuttavia, i dispositivi MRI non sono i più grandi nel catturare i dettagli al rallentatore, lasciando un po ‘ di spazio per discutere sull’esatta sequenza di cavitazione, crack e collasso.

Così nel 2015 un radiologo americano ha condotto uno studio che ha aggiunto gli ultrasuoni alla cassetta degli attrezzi nel tentativo di affinare l’esatta sequenza di gorgogliare e popping. Si sono anche inclinati verso la spiegazione di cracking-cavitazione.

Con tali prove che si accumulano a favore del modello di formazione delle bolle, sicuramente possiamo tutti archiviarlo sotto caso chiuso? Non ancora.

Perché in questa ultima analisi, secondo V. Chandran Suja della Stanford University e Abdul Bakarat dell’École Polytechnique, c’è ancora vita nella spiegazione della bolla che crolla.

Il loro approccio era quello di evitare tutto il fastidio di cercare di catturare i tempi del pop con macchinari sofisticati, e invece indagare i numeri dietro i cambiamenti fisici.

Rappresentare la geometria dell’articolazione come equazioni matematiche ha permesso loro di calcolare la dinamica che agisce sul liquido sinoviale dell’articolazione e confrontarla con l’acustica del suono di cracking stesso.

Hanno registrato i rumori necessari dalle loro stesse articolazioni delle dita stressate, così come i dati che hanno estratto da studi precedenti.

Confrontando i suoni caratteristici prodotti dalle loro nocche scoppiettanti con le diverse onde prodotte dal loro modello basato sull’equazione, potevano giungere a una sola conclusione.

“Questo studio stabilisce che la firma acustica del collasso della bolla di cavitazione è coerente con i suoni osservati sperimentalmente, prestando così supporto al collasso della bolla di cavitazione come potenziale fonte del suono”, scrivono i due nel loro rapporto.

È importante sottolineare che il loro lavoro ha mostrato che la bolla non ha bisogno di collassare completamente per far sì che il suono si verifichi.

Il fatto che le bolle potessero ancora essere viste nel fluido dopo il rumore era stato preso come prova favorendo l’ipotesi di formazione.

Mentre c’è qualche ragione per credere che le pressioni coinvolte nel fare e rompere quelle cavità all’interno delle nostre articolazioni possano causare danni, sembra che questo non porti a danni di lunga durata.

Che è una buona cosa, perché se la storia è qualcosa da seguire, sospettiamo che questa accesa discussione non finirà presto.

Questa ricerca è stata pubblicata su Scientific Reports.

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