S-a petrecut ceva la o cursă de armament la ghișeul de cafea. Cafea cu infuzie de azot, bere rece, variații ale cafelei turnate și 1, 7 milioane de permutări de espresso și lapte Starbucks continuă să crească anteul aproape în fiecare an. Dar cea mai recentă tendință o reprezintă straturile stratificate, în care băutura obișnuită uniformă de culoare ciocolată este servită separat în mai multe nuanțe distincte și minunate de maro.
A face unul nu este prea greu. Dar să ne gândim de ce formează straturile este ceva mai dificil. După cum relatează Joanna Klein la The New York Times, fizicienii și-au dat seama de truc, iar răspunsul poate fi de ajutor în alte domenii la fel de diverse precum producția și oceanografia.
După cum raportează Klein, modalitatea corectă de a face o latte este să aruncați un pahar sau două de espresso în pahar înainte de a turna lapte fierbinte și fierbinte în cafea. Dar a face altfel - turnarea lentă a cafelei într-un pahar cu lapte aburit - determină adesea formarea straturilor. Inginerul pensionar Bob Fankhauser a făcut din greșeală o lată înapoi la casa sa Portland, Oregon, și a fost intrigat de modul în care s-au format straturile.
El a trimis o imagine a concoacției sale în dungi lui Howard Stone, un cercetător în dinamica fluidelor la Princeton, pentru o explicație. Piatra a fost, de asemenea, plictisită de truc și l-a însărcinat pe studentul său absolvent Nan Xue să investigheze fizica lattei stratificate. Ei au detaliat descoperirea lor în revista Nature Communications . „Este un fenomen cu adevărat intrigant”, îi spune Fankhauser lui Klein. „Nu există niciun motiv evident că lichidul ar trebui să se organizeze în diferite straturi de densitate.”
Potrivit unui comunicat de presă, Xue a început să studieze fenomenul făcând de fapt lattes în laboratorul său. Analiza temperaturilor și a ratelor de scurgere l-au determinat pe Xue să creadă că a fost posibil să descrie fizica care are loc în băutură. Astfel, echipa a trecut la un înlocuitor mai puțin apetisant, folosind apă vopsită încălzită, însămânțată cu particule de urmărire, pentru a imita espresso și apă sărată caldă, relativ densă pentru lapte. Xue a aprins apoi modelul cu LED-uri și a lovit această configurație cu un laser, fotografiind procesul de amestecare a apei vopsite cu apa sărată.
Ceea ce a găsit echipa este un proces numit convecție dublu-difuzivă - este același fenomen care face straturi în ocean, relatează Klein. În acest proces, atunci când lichide cu temperaturi și densități diferite, cum ar fi espresso fierbinte și laptele cald, sunt turnate împreună, acestea nu se învârt complet. În schimb, doar limitele acestor straturi se amestecă: lichidul mai fierbinte încălzește o secțiune a lichidului mai răcoros și mai dens (ca laptele), ceea ce face ca acesta să crească ușor, iar stratul mai dens mai răcește o parte din stratul mai puțin dens (cafea) determinând să se scufunde ușor. Acest proces creează „celule de convecție” care curg orizontal, nu vertical (ceea ce ar distruge straturile), rezultând o serie de benzi de culoare. După cum raportează Klein, amestecul este surprinzător de stabil și, cel puțin în cafea, poate dura ore sau chiar zile, atâta timp cât amestecul este mai cald decât aerul din jur.
Dar nu este la fel de simplu ca să turnați cafeaua prin lapte. Potrivit comunicatului de presă, contează și rata la care este turnată cafeaua. Adăugați-l prea încet și cafeaua se va amesteca uniform cu laptele, împiedicând formarea straturilor.
Deși este un experiment științific destul de fain pentru baristii plictisiți, acesta ar putea avea implicații și pentru producători. Stone spune în comunicatul de presă că calcularea modului de a realiza straturi cu o singură turnare ar putea ajuta procesele care necesită în prezent construirea unei structuri strat cu strat.
Detlef Lohse de la Universitatea din Twente din Olanda, care nu este implicat în studiu, spune de asemenea că studiul poate ajuta cercetătorii să înțeleagă lumea naturală. „Cea mai grozavă constatare poate fi aceea că există o analogie perfectă între stratificarea într-o cafenea latte și stratul cunoscut și extrem de relevant de apă cu temperaturi diferite și concentrații de sare în ocean”, spune el în comunicat.
Ceea ce ne aduce în minte o altă posibilă variație a cafelei: latte cu apa oceanului. Trebuie să fie mai bun decât un bumbac Frappuccino.
