Το σκάσιμο ανοιχτό ένα μπουκάλι φυσαλίδων δημιουργεί κρουστικά κύματα, όπως αυτά της υπερηχητικής εξάτμισης ενός μαχητικού αεροσκάφους, σύμφωνα με νέα μελέτη.
Η διαδοχική πτώση ενός φελλού σαμπάνιας δημιουργείται από μια γρήγορη διαφυγή αερίου υψηλής πίεσης που έχει κολλήσει στο λαιμό της φιάλης. Τώρα, μια ομάδα ερευνητών χρησιμοποίησε τη φωτογραφία υψηλής ταχύτητας για να απεικονίσει τη χημεία πίσω από το εικονικό ποπ.
Για το πείραμα απέκτησαν έξι μπουκάλια ροζέ σαμπάνιας, δύο από τα οποία φυλάσσονταν στους 30 βαθμούς Κελσίου (86 βαθμούς Φαρενάιτ) και δύο στους 20 C (68 F) για τρεις ημέρες. Αυτά τα μπουκάλια είχαν παλαιωθεί για 42 μήνες, υποβάλλοντας σε αυτό που ονομάζεται "prize de mousse", ένας τύπος ζύμωσης αλκοόλ. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η ζύμη τροφοδοτεί τη ζάχαρη για να δημιουργήσει διοξείδιο του άνθρακα, δίνοντας σαμπάνια στο φυσικό της περιβάλλον.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν στη συνέχεια μια φωτογραφική μηχανή υψηλής ταχύτητας για να καταγράψουν τη στιγμή που ο φελλός έσκασε. Η φωτογραφική μηχανή υψηλής ταχύτητας προσαρτήθηκε σε ένα μικρόφωνο που κατέγραψε την έκρηξη και πυροδότησε την κάμερα να τραβήξει μια σειρά από φωτογραφίες.
Εδώ είναι αυτό που είδαν οι επιστήμονες: Όταν ο φελλός βγήκε από τη φιάλη, σπρώχτηκε βίαια από την ταχέως διογκωμένη διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς που είχαν περιοριστεί εδώ και καιρό στο λαιμό της φιάλης. Αυτή η ξαφνική αλλαγή στην πίεση προκάλεσε το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς να κρυώσουν σε κρυστάλλους πάγου και να συμπυκνώσουν σε μια ομίχλη που ξεφλούδισε με το φελλό.
Αλλά προς έκπληξή τους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μέσα στο πρώτο χιλιοστό του δευτερολέπτου του φελλού ποπ, αυτή η απότομη πτώση της πίεσης μέσα στη φιάλη οδήγησε σε ορατά κύματα κρούσεων, που ονομάζονται "δίσκοι Mach". Αυτοί οι δίσκοι Mach, οι οποίοι δημιουργούνται επίσης στην εξάτμιση των αεριωθούμενων αεριωθούμενων αεροπλάνων, σχηματίζονται επειδή το αέριο που διαφεύγει επεκτείνεται στον αέρα πολύ γρήγορα - σε πάνω από το διπλάσιο της ταχύτητας του ήχου. Εξαφανίζονται εξίσου γρήγορα, όταν η πίεση στο μπουκάλι επανέλθει στο φυσιολογικό.
Ο σχηματισμός αυτών των δίσκων Mach "ήταν μια μεγάλη έκπληξη", δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Gérard Liger-Belair, καθηγητής χημικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο Reims Champagne-Ardenne στη Γαλλία. "Η φυσική ήταν ήδη γνωστή στην αεροδιαστημική μηχανική, αλλά όχι όλα στην επιστήμη της σαμπάνιας".
Επιπλέον, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα μπουκάλια που φυλάσσονται σε θερμοκρασία δωματίου δημιούργησαν ένα πολύ διαφορετικό "pop" από αυτά που φυλάσσονται σε θερμότερες θερμοκρασίες.
Επειδή το διοξείδιο του άνθρακα είναι λιγότερο διαλυτό σε υψηλότερες θερμοκρασίες, υπάρχει μεγαλύτερη ποσότητα αερίου που βρίσκεται στο λαιμό των φιαλών που φυλάσσεται σε θερμότερες θερμοκρασίες. Έτσι, το φυσικό αέριο μέσα σε μπουκάλια που φυλάσσονται στους 30 ° C είναι υπό μεγαλύτερη πίεση από αυτά που φυλάσσονται στους 20 ° C. Όταν ο φελλός στη φιάλη 30 C απελευθερώνει, η πτώση της πίεσης και της θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερη από ότι στις φιάλες που φυλάσσονται σε ψυχρότερες θερμοκρασίες.
Το θερμότερο μπουκάλι δημιουργεί μεγάλους κρυστάλλους πάγου και, χάρη στον τρόπο με τον οποίο οι κρύσταλλοι διασκορπίζουν το φως, μια γκριζωπόχρονη ομίχλη. Το μπουκάλι θερμοκρασίας δωματίου, εν τω μεταξύ, δημιουργεί μικρότερους κρυστάλλους πάγου, σχηματίζοντας μια μπλε ομίχλη. "Ας ελπίσουμε ότι οι άνθρωποι θα αισθάνονται άγγιξε η όμορφη επιστήμη κρυμμένη σε ένα απλό μπουκάλι σαμπάνιας ή αφρώδους οίνου", δήλωσε ο Liger-Belair.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 20 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Science Advances.
