Å åpne en flaske sprudlende skaper sjokkbølger som de i det supersoniske eksoset fra en jagerfly, ifølge en ny studie.
Den sekundære popen til en champagnekork er skapt av en rask flukt av høytrykksgass som lenge sitter fast i flaskens hals. Nå har en gruppe forskere brukt høyhastighetsfotografering for å visualisere kjemien bak den ikoniske popen.
For eksperimentet skaffet de seg seks champagne roséflasker, hvorav to lagret ved 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit) og to ved 20 C (68 F) i tre dager. Disse flaskene hadde tidligere blitt alderen i 42 måneder, gjennomgått det som kalles "de mousse", en type alkoholgjæring. I løpet av denne prosessen livnærer gjær seg på sukker for å lage karbondioksid, noe som gir champagne sin fizz.
Forskerne brukte deretter et høyhastighetskamera for å registrere øyeblikket som korkene poppet. Høyhastighetskameraet var festet til en mikrofon som spilte inn smellet og utløste kameraet til å knipse en serie bilder.
Dette var hva forskerne så: Da korken spratt ut av flasken, ble den skutt voldsomt av raskt ekspanderende karbondioksid og vanndamp som lenge hadde vært innesperret i flasken. Denne plutselige trykkendringen fikk karbondioksid og vanndamp til å kjøle seg ned til iskrystaller og kondensere til en tåke som flettet ut med korken.
Men til deres overraskelse fant forskerne at innen det første millisekundet av korkpop, førte dette plutselige trykkfallet inne i flasken til synlige sjokkbølger, kalt "Mach disks." Disse Mach-skivene, som også er skapt i eksosen fra jagerfly, dannes fordi gassen som slipper ut ekspanderer ekstremt raskt i luften - med over det dobbelte av lydhastigheten. De forsvinner like raskt, når trykket i flasken går tilbake til det normale.
Dannelsen av disse Mach-disker "var en stor overraskelse," sa hovedforfatter Gérard Liger-Belair, professor i kjemisk fysikk ved University of Reims Champagne-Ardenne i Frankrike. "Fysikken var allerede kjent innen luftfartsteknikk, men ikke alle innen champagnevitenskap."
Dessuten oppdaget forskerne at flaskene lagret i romtemperatur skapte en ganske annen "pop" enn de som var lagret ved varmere temperaturer.
Fordi karbondioksid er mindre løselig ved høyere temperaturer, er det en større mengde gass som sitter i nakken på flaskene som er lagret ved varmere temperaturer. Så gassen inne i flaskene som er lagret ved 30 ° C er under større trykk enn de som er lagret ved 20 C. Når korken i 30 C-flasken slipper ut, er trykkfallet og temperaturen større enn i flaskene som er lagret ved kjøligere temperaturer.
Den varmere flasken skaper store iskrystaller, og takket være hvordan disse krystallene sprer lys, en gråhvit tåke. Romtemperaturflasken skaper i mellomtiden mindre iskrystaller og danner en blåere tåke. "Forhåpentligvis vil folk føle seg rørt av den vakre vitenskapen som er gjemt i en enkel flaske champagne eller musserende vin," sa Liger-Belair.
Funnene ble publisert 20. september i tidsskriftet Science Advances.
