Strakke ballonnen spatten als ster uiteen

Ballonnen ploffen maar op twee manieren: als scheur of als ster.

Ballon wordt geraakt door een dartpijltje klapt uit elkaar.
Foto: Stephen Edmonds

Dat ballonnen kunnen klappen, ontdekken de meeste mensen al vrij vroeg in hun leven. Maar de ontdekking dat dat op twee verschillende manieren kan gebeuren - en waarom- liet tot nu op zich wachten.

Het ploffende rubber, zo ontdekten de Franse natuurkundigen Sébastien Moulinet en Mokhtar Adda-Bedia, klapt ófwel met een enkele, zich snel uitbreidende scheur, óf met een snel uitdijende ster, waardoor de rubberflarden in een ribbenkast-achtig patroon terugschieten.

De motivatie voor het ballonnenonderzoek was pure nieuwsgierigheid, vertelde Moulinet, onderzoeker aan de Ecole Normale Supérieure in Parijs aan de website van de American Physical Society, die ook zijn wetenschappelijke artikel in Physical Review Letters publiceert. Op een artistieke korte-sluitertijd-foto van een ploffende ballon viel hem het intrigerende ribbenkast-patroon op.

Voor hun proeven monteerden Moulinet en Adda-Bedia rubber vellen met diktes tussen 0,45 en 1,1 millimeter achter een rond gat, om ze vervolgens op te pompen en kapot te prikken. Het klappende rubber filmden ze met 30 of 60 duizend beelden per seconde.

Of de ballon klapt met één scheur of in een ster hangt af van de spanning op het rubber. Hoe hoger de spanning in het rubber, hoe sneller de snel uitbreidende scheuren zich vertakken.

Een tikje frivool zijn ballonnen als onderzoeksonderwerp natuurlijk wel, maar het onderzoek kan mogelijk ook licht werpen op serieuzere fragmenterende onderzoeksonderwerpen, zoals kogelwerende materialen.