Umili bolle

Un po’ di schiuma e una cannuccia: quanto serve per scoprire qualcosa di nuovo. Per la verità serve anche una telecamera ad alta velocità, ma non stiamo a sottilizzare. Di fatto, la ricerca scientifica in fisica non richiede sempre poderosi acceleratori e immensi telescopi. Perché la fisica si è spinta sì “fino al limite dell’infinitamente grande e dell’infinitamente piccolo” (espressione ormai abusata e dal significato poco chiaro: se una grandezza è infinita, di sicuro non può essere studiata dalla fisica, ma vabbé), però non ha mica rinunciato a occuparsi di tutto quello che c’è in mezzo. Compresi i fenomeni in apparenza modesti. Per esempio, come scoppia una bolla?
Che diamine, scoppia! Che altro da scoprire ci sarà mai? James Bird, ora post doc al Massachusetts Institute of Technology (MIT), non è d’accordo. Lui si occupa di meccanica dei fluidi, matematica applicata, oceanografia, biofisica. Anche di birra, pare, ma questa non è una novità per i giovani fisici americani. Guardando le bolle scoppiare, Bird s’è accorto che, tutt’intorno alla base, appare un anello di bolle “figlie”: bizzarro fenomeno che non s’inquadra nel modello classico, secondo il quale la bolla banalmente svanisce e l’acqua cade sulla superficie.
Sicché a James Bird viene l’uzzolo di indagare. Mentre ancora si trova alla Harvard University prima di passare al MIT, si fa aiutare da colleghi del posto ma anche da un ricercatore dell’Università di Princeton e perfino da un francese dell’Università di Rennes. Tutti insieme allegramente a far scoppiare bolle semisferiche con le cannucce.
Primo passo: osservare. Serve una telecamera ad alta velocità. Si effettuano le riprese più e più volte, cambiando i parametri delle bolle. Si osservano i risultati e si scopre così che la parete della bolla collassa e produce un anello d’aria, che infine, quando tocca la superficie, si frammenta in una miriade di bollicine. Ma l’osservazione qualitativa non basta. Ecco allora il secondo passo: modellizzare quantitativamente. Bird e ai suoi colleghi ci mettono tre anni a formulare una teoria dell’esplosione delle bolle e scoprire che i fattori determinanti per la formazione dell’anello sono tre: la tensione superficiale della bolla, l’inerzia del liquido, la pressione interna del gas. Infine nei giorni scorsi la teoria in questione viene pubblicata da “Nature”.
Jens Egger, un matematico dell’Università di Bristol, in Inghilterra, ha dichiarato a “Nature”: “In quest’articolo è pregevole la scoperta di una bella struttura dentro un piccolo problema”. E, notando come le bolle “figlie” producano a propria volta generazioni di bolle ancora più piccole, Egger conclude: “Le strutture autosimili sembrano essere il modo in cui la Natura fa le piccole cose”.
Domanda: ma, a prescindere dal divertimento per Bird e compagni durante i party studenteschi, questa ricerca serve a qualcosa? Oppure sono tempo e soldi buttati? D’altronde è difficile immaginare che la National Science Foundation finanzi una ricerca inutile, come peraltro ha fatto in questo caso. E allora? E allora le bolle sono dappertutto: ecco la spiegazione. Nel vetro, per esempio, dove sono un elemento di disturbo perché lo indeboliscono. Ma anche negli oceani, dove sono determinanti per la formazione degli aerosol e quindi, in ultima analisi, anche per il clima. Sicché capire come scoppia una bolla non è solo un astratto esercizio intellettuale.