Il tipico rumore della carta di caramella

Caramelle

Una volta ho letto che la carta di caramella è costituita da materia plastica tipo mylar. A riguardo c'era una spiegazione scientifica che descriveva perché la carta facesse tanto rumore quando si scartano le caramelle. Era qualcosa del tipo che le molecole non riescono più a tornare nella disposizione originale...o  qualcosa del genere... potreste spiegarmelo per favore?

Elisa De Fazio
17 aprile 2007

Ho provato a cercare un po' di caramelle nei negozi e credo sia difficile dire quale sia oramai la vera "carta delle caramelle". Ce ne sono di diversi tipi, e anche la caramella classica, chiusa a destra e sinistra, è stata sostituita da molteplici varianti. Ma quella che abbiamo in mente tutti è sicuramente "quella" caramella, e quella che fa molto rumore quando viene scartata, soprattutto in un ambiente silenzioso. Un articolo del "New York Times" del 1 giugno 2000, a commento di uno studio proprio sul rumore che fa la carta tipo quella della caramella (in effetti si trattava proprio del mylar), si intitolava infatti No Hope of Silencing Phantom Crinklers of Opera. Comunque, la carta con cui si confezionano le caramelle non è mylar, costerrebbe troppo, ma presenta molte delle sue caratteristiche. In genere, anche i sacchetti di plastica, sia quelli per la spesa che quelli che contengono patatine, dolcetti ecc. si comportanto in modo simile, e fanno quel tipico rumore "a scatti". I fisici lo chiamano crackling noise, cioé rumore "crepitante" e hanno capito che non solo il mylar o i sacchetti si comportano così, ma anche il fuoco di un falò, l'acqua che in una spugna, le valanghe in montagna, i magnetizzazione dei materiali magnetici, il moto dei vortici nei superconduttori del II tipo,  i materiali granulari... l'elenco è molto lungo... Perciò citiamo solo ancora il caso più importante che sono i terremoti.
Chiaramenti questi sistemi sono molto diversi, ma esistono alcune caratteristiche che li accomunano: la più importante è che, guardati a una certa scala, sono tutti sistemi disordinati. Per esempio, la nostra carta delle caramelle, una volta accartocciata, ha perso la sua regolarità iniziale di quando è stata prodotta, liscia e piatta. L'essere stata accartocciata ha creato un reticolo disordinato di 'difetti'. Si può provare anche con una carta qualsiasi: mentre si accartoccia, (anche questo è crackling!), si inducono moltissime strutture (difett). In sostanza sono punti in cui viene accumulata l'energia elastica indotta dall'incartocciamento. Se ora applichiamo un piccolo sforzo esterno (tirando per esempio la carta da due parti), a un certo punto noteremo una transizione repentina della struttura: il difetto scompare, anchse se non del tutto, e l'energia immagazzinata precedentemente viene rilasciata, provocando il tipico "click". Non solo, ma immediatamente la struttura circostante si riaggiusta, perché la transizione si propaga nel mezzo, provocando altre transizioni in altri punti. Il fenomeno è così a valanga, che si possono misurare le energie rilasciate nei singoli click'su quasi 7 ordini di grandezza! (si veda "Physical Review E", 53, 1465, 1996).
Sappiamo bene che se anche tiriamo molto forte (finché non si rompe, diciamo), la carta comunque non tornerà più a essere il foglio liscio e piatto come era prima: si parla quindi di disordine "congelato", nel senso che la struttura rimane indefinitamente disordinata. Nessuno avrebbe mai pensato che nelle caramelle ci fosse una struttura congelata!
Il rumore crackling, in sostanza, deriva sia dal fatto di avere a che fare con un mezzo disordinato, ma anche dal fatto che nel sistema si generano di fenomeni collettivi. Se non ci fosse la propagazione, si avrebbero click tutti molto simili, ma comunque scorrelati nello spazio e nel tempo. È un po' quello che succede quando si fanno i pop-corn, dove ogni chicco fa un po' come gli pare (e non a caso quel tipo di rumore si chiama proprio pop noise).
La consequenza di questo comportamento è che quando si scarta la caramella il rumore totale che si produce non dipende sostanzialmente da quanto si va veloci. Andando lentamente si ha la sensazione di fare meno rumore, ma in realtà si stanno dilatando nel tempo le diverse transizioni che comunque devono avvenire se vogliamo mangiare la caramella. Quindi... come si fa per non disturbare troppo? Il più velocemente possibile!

Gianfranco Durin

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