Ho visto l'immagine della catenoide sul vostro sito, ma non mi è chiaro cosa sia e cosa centri con le bolle di sapone. Potreste gentilmente spiegarmelo.
Questo problema nasce proprio dallo studio delle bolle di sapone! Se una persona prova a intingere nell'acqua saponata un telaio di filo di ferro, e osserva le lamine di acqua saponata (aventi come bordo il telaio stesso) che si formano quando si estrae il telaio dall'acqua, le sorge spontaneamente qualche curiosità: perché si formano quelle superfici, e quali aspetti possono avere? come cambiano se si cambia il telaio?
Ancora una volta, la fisica spiega questi fenomeni, attraverso lo studio dei "fluidi viscosi"; in questi, le forze di coesione tra le molecole sono tali da permettere la formazione di sottili lamine di liquido, simili a fogli elastici, tese tra bordi; e come l'elastico, che, se è tenuto fermo agli estremi, tende a contrarsi, queste lamine tendono, a causa della tensione superficiale, a occupare la minima area possibile.
Condotta con strumenti matematici, la ricerca delle possibili forme delle lamine saponate (o delle superfici di area minima fra quelle che hanno un dato contorno) si trasforma nella ricerca delle soluzioni di certe equazioni differenziali, sotto il titolo di "problema di Plateau",dal nome del fisico che nel secolo XIX fece interessanti esperimenti con acqua saponata e vari tipi di telai. Per avere un'idea delle soluzioni relative ad alcuni tipi di telai, si può consultare un classico testo di divulgazione, Che cos'è la matematica?, di Richard Courant e Herbert Robbins, ristampato recentemente da Bollati Boringhieri, dove un lungo paragrafo, il n. 11, del capitolo VII"Massimi e Minimi", è dedicato agli esperimenti con le laminesaponate.
Il problema della determinazione delle superficie di area minima è stato ed è tuttora attivamente studiato, così che immensa è la bibliografia in proposito: oltre a trattati dedicati alle superficie minime o al problema di Plateau, vengono pubblicati di continuo articoli su riviste specializzate in equazioni differenziali e in geometria differenziale.
Non recente, ma molto piacevole è il libro, dichiaratamente divulgativo, Michele Emmer, Bolle di sapone: un viaggio tra arte, scienza e fantasia, La Nuova Italia editrice, Scandicci 1991.
Michele Emmer è anche autore di pellicole cinematografiche dedicate alle bolle di sapone. Un altro film sullo stesso tema è stato recentemente prodotto dalla casa editrice Springer, e se ne possono scaricare brevi sequenze dal sito http://www.springer.de/math/livingmath/pr_touching.html
- Architettura e matematica: bolle e lamine di sapone, di Michele Emmer
- L'arte delle bolle di sapone, di John M. Sullivan
- Superfici minime con Mathematica, di Stewart Dickson
- Superfici minime scolpite da Brent Collins
- Superficiminime, di Tamara Munzner:
- Grafmat,Università di Cagliari
- Homepage di Stefano Montaldo
- Minimal Surface Gallery