Jak wynika z nowych badań, otwarcie butelki szampana wywołuje fale uderzeniowe, takie jak w naddźwiękowym wydmuchu myśliwca.
Ułamek sekundy po korku szampana powstaje w wyniku szybkiej ucieczki gazu pod wysokim ciśnieniem, który długo utknął w szyjce butelki. Teraz grupa naukowców wykorzystała szybką fotografię do wizualizacji chemii tego kultowego popu.
Do eksperymentu nabyli sześć różowych butelek szampana, z których dwa przechowywali w temperaturze 30 stopni Celsjusza (86 stopni Fahrenheita), a dwie w temperaturze 20 ° C (68 F) przez trzy dni. Butelki te leżakowały wcześniej przez 42 miesiące, przechodząc tak zwaną „nagrodę musu”, rodzaj fermentacji alkoholowej. W trakcie tego procesu drożdże żywią się cukrem, aby wytworzyć dwutlenek węgla, co daje szampanowi jego musujący smak.
Następnie naukowcy wykorzystali szybką kamerę, aby zarejestrować moment, w którym pękły korki. Szybki aparat został podłączony do mikrofonu, który zarejestrował huk i uruchomił aparat, aby zrobić serię zdjęć.
Oto, co zobaczyli naukowcy: kiedy korek wypadł z butelki, został gwałtownie odepchnięty przez gwałtownie rozprężający się dwutlenek węgla i parę wodną, która od dawna była uwięziona w szyjce butelki. Ta nagła zmiana ciśnienia spowodowała, że dwutlenek węgla i para wodna ochłodziły się w kryształy lodu i skropliły się we mgle, która wypływała z korkiem.
Ale ku ich zaskoczeniu naukowcy odkryli, że w ciągu pierwszej milisekundy od korka ten nagły spadek ciśnienia w butelce doprowadził do widocznych fal uderzeniowych, zwanych „dyskami Macha”. Te dyski Macha, które powstają również w wydmuchu myśliwców, powstają, ponieważ ulatniający się gaz bardzo szybko rozszerza się w powietrze - z ponad dwukrotnie większą prędkością dźwięku. Znikają równie szybko, gdy ciśnienie w butelce wraca do normy.
Tworzenie tych dysków Macha „było wielką niespodzianką” - powiedział główny autor Gérard Liger-Belair, profesor fizyki chemicznej na Uniwersytecie Reims w Szampanii-Ardenach we Francji. „Fizyka była już znana w inżynierii kosmicznej, ale nie wszystkie w nauce szampana”.
Co więcej, naukowcy odkryli, że butelki przechowywane w temperaturze pokojowej wytwarzają zupełnie inny „pop” niż butelki przechowywane w wyższych temperaturach.
Ponieważ dwutlenek węgla jest mniej rozpuszczalny w wyższych temperaturach, w szyjkach butelek jest przechowywana większa ilość gazu przechowywanego w wyższych temperaturach. Gaz w butlach przechowywanych w temperaturze 30 ° C znajduje się pod większym ciśnieniem niż w butlach przechowywanych w temperaturze 20 ° C. Po uwolnieniu korka w butelce o temperaturze 30 ° C spadek ciśnienia i temperatury jest większy niż w butelkach przechowywanych w niższych temperaturach.
Cieplejsza butelka tworzy duże kryształy lodu, a dzięki temu, że kryształy te rozpraszają światło, szarawo-białą mgłę. Tymczasem butelka o temperaturze pokojowej tworzy mniejsze kryształy lodu, tworząc niebieską mgłę. „Mam nadzieję, że ludzie poczują się dotknięci piękną nauką ukrytą w prostej butelce szampana lub wina musującego” - powiedział Liger-Belair.
Odkrycia zostały opublikowane 20 września w czasopiśmie Science Advances.
