היה משהו ממירוץ נשק ליד דלפק הקפה. קפה חליטת חנקן, חליטה קרה, וריאציות על קפה שפוך ו 1.7 מיליון פרמוטציות של אספרסו וחלב של סטארבקס ממשיכים להעלות את האנטה כמעט מדי שנה. אבל הטרנד האחרון הוא סריג שכבתי, בו מוגש המשקה בצבע שוקולד אחיד בדרך כלל, מופרד למספר גוונים חומים ויפים.
ביצוע כזה אינו קשה מדי. אבל להבין מדוע הוא יוצר שכבות זה קצת יותר מאתגר. כפי שמדווחת ג'ואנה קליין ב"ניו יורק טיימס ", פיזיקאים הבינו את הטריק והתשובה עשויה לעזור בתחומים אחרים מגוונים כמו ייצור ואוקיאנוגרפיה.
כפי ש קליין מדווח, הדרך הנכונה להכין לאטה היא לזרוק זריקה או שתיים של אספרסו לכוס לפני ששפכת חלב מאודה וחם בקפה. אך פעולה זו הפוכה - מזיגת הקפה לאט לאט לכוס החלב המאודה - גורמת לרוב להיווצרות שכבות. המהנדס בדימוס, בוב פנקאוזר, עשה בטעות לאטה לאחור בביתו בפורטלנד, אורגון, וסקרן אותי כיצד נוצרו שכבות.
הוא שלח תמונה של מרקמת הפסים שלו להווארד סטון, חוקר דינמיקה נוזלית בפרינסטון, להסבר. סטון הוטה גם הוא בגלל הטריק, והטיל על תלמידו לתואר שני, נאן קואה, לחקור את הפיזיקה של הלטה השכבה. הם פירטו את תגליתם בכתב העת Nature Communications . "זו תופעה ממש מסקרנת", אומר פנקאוזר לקליין. "אין שום סיבה ברורה שהנוזל צריך לארגן את עצמו לשכבות צפיפות שונות."
על פי הודעה לעיתונות, שואה החל ללמוד את התופעה בכך שיצר למעשה מטליות במעבדתו. ניתוח הטמפרטורות ושיעורי הזרימה הביא את Xue להאמין שניתן לתאר את הפיזיקה המתרחשת במשקה. אז הצוות עבר לתחליף פחות מעורר תיאבון באמצעות מים צבועים מחוממים שזרעו בחלקיקי העקיבה כדי לחקות את האספרסו ומי מלח חמים, צפופים יחסית לחלב. לאחר מכן הדליק Xue את הדגם עם נוריות LED ופגע במערך זה בלייזר, כשהוא מצלם את תהליך המים הצבועים המתערבבים עם מי המלח.
מה שהצוות מצא הוא תהליך שנקרא הסעה כפולה-דיפוזית - זו אותה תופעה שעושה שכבות באוקיאנוס, כך מדווח קליין. בתהליך זה, כאשר נוזלים בטמפרטורות וצפיפות שונות, כמו אספרסו חם וחלב חם, מוזגים יחד הם אינם מסתחררים זה בזה לחלוטין. במקום זאת, רק גבולות שכבות אלה מתערבבים: הנוזל החם יותר מחמם חלק מהנוזל הקריר והצפוף יותר (כמו חלב) גורם לו לעלות מעט, והשכבה הצפופה והקרירה יותר מצננת חלק מהשכבה הפחות צפופה (קפה) גורם לו לשקוע מעט. תהליך זה יוצר "תאי הסעה" הזורמים בצורה אופקית ולא אנכית (מה שישמיד את השכבות), וכתוצאה מכך סדרה של פסי צבע. כפי שדיווח קליין, התערובת יציבה באופן מפתיע, ולפחות בקפה יכולה להימשך שעות ואפילו ימים, כל עוד התערובת חמה מהאוויר שמסביב.
אבל זה לא פשוט כמו לשפוך את הקפה דרך החלב. על פי ההודעה לעיתונות, גם הקצב שבו מוזגים את הקפה חשוב. הוסף אותו לאט מדי, והקפה יתערבב באופן שווה עם החלב, ומונע את היווצרות השכבות.
אמנם זהו ניסוי מדעי די מגניב לבריסטות משועממות, אך יכול להיות שיש לו השלכות גם על היצרנים. סטון אומר בהודעה לעיתונות כי המחשבה כיצד לייצר שכבות במזיגה יחידה יכולה לעזור בתהליכים הדורשים כיום בניית מבנה שכבה אחר שכבה.
דטף לוהסה מאוניברסיטת טוונטה בהולנד, שלא היה מעורב במחקר, אומר גם כי המחקר עשוי לעזור לחוקרים להבין את עולם הטבע. "הממצא המדהים ביותר יכול להיות שיש אנלוגיה מושלמת בין השכבה בבית קפה לאטה לבין השכבה הידועה והרלוונטית ביותר של מים עם טמפרטורות שונות וריכוזי מלח באוקיאנוס, " הוא אומר בהודעה.
מה שמעלה על הדעת עוד וריאציה אפשרית של קפה: לאטה מי הים. זה חייב להיות טוב יותר מאשר פרפוצ'ינו ממתק כותנה.
