Nye optagelser afslører: Derfor popper popcorn
To franske forskere har nærstuderet popcorns lyde - "pop-musik" - og bevægelse - "break-dance" - og finder, at popcorn bedst beskrives midt mellem hoppende dyr og eksploderende plante.

Popcorn popper ved en skarpt afgrænset temperatur. Det er overraskende, fordi majskorn varierer meget i størrelse og form.(Foto: Alexandre Ponomarenko og Emmanuel Virot)

Set i superslowmotion ser alting fortryllende smukt ud:

Regndråber eksploderende mod et blad, en kolibri slubrende nektar fra en blomst,  og poppende popcorn svævende gennem luften med en elegance som en balletdanser.

Popcorn? Ja, med superslowmotionoptagelser er det nu lykkedes to franske forskere at fravriste popcorn deres inderste hemmeligheder og sætte de små snacks på formel.

Overraskende kan de afsløre, at popcorn hopper som, når en gymnast sætter af med benet og slår en saltomortale.

Med et glimt i øjet kalder de det "break-dance", fordi hoppet udløses, når majskernen flækker og sparker et hvidt "ben" ned mod overfladen.

»Det er midt mellem et dyr, der hopper med muskler, og en plante, der sprækker og eksploderer,« siger ph.d.-studerende Emmanuel Virot ved École Polytechnique i Paris, Frankrig, der sammen med fysikeren Dr. Alexandre Ponomarenko står bag studiet.

De finder også, at popcorns karakteristiske lyd, som de kalder "pop-musik", opstår på samme måde som poppet fra en champagne-prop. 

»Jeg synes det er fantastisk, når videnskabsfolk bruger deres kræfter på den slags arbejde med hverdagsfænomener, for det er jo sjældent noget, der er ret mange forskningspenge eller prestige i‚« siger fysikeren Klaus Seiersen fra Afdeling for Medicinsk Fysik på Aarhus Universitetshospital.

»Der er tale om at give et teoretisk fundament til kendt viden, hvilket selvfølgelig også har en stor videnskabelig værdi.«

Studiet er netop offentliggjort i det ansete videnskabelige tidsskrift Journal of the Royal Society Interface.

Videnskaben bag popcorn

Ponomarenko og Virot anvendte et high-speed kamera, som tager mere end 10.000 billeder pr. sekund og gør det muligt at følge ekstremt hurtige bevægelser. De tænkte over hvilke hurtige bevægelser man kunne studere, og popcorn pludselig faldt dem ind som et ideelt system, fordi det er billigt, let at studere og ikke mindst sjovt.

Da de så optagelserne af poppende popcorn i superslowmotion stod det pludselig klart, at popcorn indeholdt en masse spændende fysik.

»I det her fænomen mødes tre forskellige videnskabelige felter - termodynamik, biomekanik og akustik,« siger Emmanuel Virot.

Industrien leder efter det perfekte popcorn

De var selvfølgelig langt fra de første til at undersøge popcorn og så langt tilbage som 1923 har industrien forsket i den perfekte popcornsmajs.

Popcorn birth (4/6) in color! from Emmanuel Virot on Vimeo.

Sådan ser det ud, når dine popcorn popper i slow motion. (Video: Alexandre Ponomarenko og Emmanuel Virot.)

Det der sker under popning er, at majskernen så at siges forvandles til små trykkogere. Den lille smule vand i kernen når op til kogepunktet og tilbereder al den omgivende stivelse til en klistret mos. Da vanddampen ikke kan slippe ud stiger temperatur og tryk indtil skroget ikke længere kan bære trykket og - "pop" - springer kernen ud som en hvid pudeformet popcorns blomst.

Alt det var velkendt, men selv om de vigtigste faktorer var studeret, var selve processens detaljer knap så kendte.

Her træder Virot og Ponomarenko ind.

Popcorn varierer men popper ved skarp temperatur

De lægger popcornene på en varmeplade og bruger high-speed kameraet til at følge udviklingen i små temperaturintervaller. Her opdager de, at popcornene popper ved en ret skarpt afgrænset temperatur på 180C - når temperaturen er 170C er blot 34 procent af kernerne poppet mens 96 procent er poppet ved 180C.

»Det er overraskende med den grænse, fordi nogle majskorn er store, nogle er små og de varierer i hvor kuglerunde de er, så man skulle tro, der var et større udsving,« siger Emmanuel Virot.

Men da de udleder ligningen står svaret klart. Det skyldes nemlig, at ligningen er logaritmisk, så de afgørende faktorer som majskernens radius og skrogets tykkelse skal variere rigtig meget for at flytte popnings-temperaturen markant. Som eksempel vil popnings-temperaturen kun øges 15 procent hvis skroget bliver dobbelt så tykt og i virkelighedens popcorn varierer de enkelte kerner meget mindre, så derfor popper de omkring 180C.

Popcorn, break-dance og popmusik

Den anden overraskelse kommer med beskrivelsen af selve hoppet. Forskellige teorier kalder popcornet en "jetflyver" drevet af en stråle af vanddamp eller en højdespringer, som sendes af sted, når popcornet foldes ud eller en kombination af de to.

Nu ser forskerne med slowmotion optagelserne, hvordan kernen på ca. en tiendedel sekund flækker åben og sparker et hvidt stivelsesben hårdt ned mod underlaget. 

Det sender popcornet op gennem luften i en roterende bevægelse som en saltomortale, og det utrolige er, at ligningen er fuldstændig den samme som en gymnast, der sætter foden i jorden og slår en saltomortale.

Som det sidste løfter de også sløret for lyden af det kendte "pop" og viser, at det opstår som en akustisk resonans i kernen, når trykket pludselig falder, fordi popcornet flækker åbent og lukker vanddamp ud - det samme som sker, når proppen ryger af en flaske champagne og trykket lukkes ud.

Popcorn- et inspirerende lærebogseksempel

Nå, men hvad kan forskerne så bruge det til?

»Det er vigtigt af mange grunde blandt andet, at vi har beskrevet et system, som er let at udforske og kan bruges som analogi til fysiske systemer,« siger Emmanuel Virot.

»En anden vigtig ting er, at popcorn er rigtig godt i undervisning, fordi det er simpelt, sjovt og billigt og perfekt til at lære en masse grundlæggende fysik.«

For popcornselskere behøver man måske ikke så meget viden om popcorn, men hvis man som undertegnede har undret sig over, at der altid er enkelte upoppede majskorn tilbage, har fysikerne også svaret - det er fordi skroget har haft en utæthed, så vanddampen er feset ud af "trykkogeren".