Aprire una bottiglia di bolle crea onde d'urto come quelle nello scarico supersonico di un jet da combattimento, secondo un nuovo studio.
Il pop in una frazione di secondo di un tappo di champagne è creato da una rapida fuga di gas ad alta pressione bloccato a lungo nel collo della bottiglia. Ora, un gruppo di ricercatori ha usato la fotografia ad alta velocità per visualizzare la chimica dietro quel pop iconico.
Per l'esperimento, hanno acquistato sei bottiglie di champagne rosé, due delle quali conservate a 30 gradi Celsius (86 gradi Fahrenheit) e due a 20 C (68 F) per tre giorni. Queste bottiglie erano state precedentemente invecchiate per 42 mesi, subendo quello che viene chiamato "premio di mousse", un tipo di fermentazione alcolica. Durante questo processo, il lievito si nutre di zucchero per creare anidride carbonica, dando allo champagne la sua effervescenza.
I ricercatori hanno quindi utilizzato una fotocamera ad alta velocità per registrare il momento in cui sono spuntati i tappi. La fotocamera ad alta velocità è stata collegata a un microfono che ha registrato il botto e ha attivato la fotocamera per scattare una serie di foto.
Ecco cosa hanno visto gli scienziati: quando il tappo è saltato fuori dalla bottiglia, è stato spinto violentemente dalla rapida espansione di anidride carbonica e vapore acqueo che era stato a lungo confinato nel collo della bottiglia. Questo improvviso cambiamento di pressione ha fatto sì che l'anidride carbonica e il vapore acqueo si raffreddassero in cristalli di ghiaccio e si condensassero in una nebbia che si diffondeva con il tappo di sughero.
Ma con loro sorpresa, i ricercatori hanno scoperto che entro il primo millisecondo del pop sughero, questo improvviso calo di pressione all'interno della bottiglia ha portato a onde d'urto visibili, chiamate "dischi Mach". Questi dischi Mach, anch'essi creati nello scarico degli aerei da combattimento, si formano perché il gas in fuga si espande nell'aria in modo estremamente rapido, a una velocità doppia rispetto a quella del suono. Svaniscono altrettanto rapidamente, quando la pressione nella bottiglia ritorna normale.
La formazione di questi dischi Mach "è stata una grande sorpresa", ha affermato l'autore principale Gérard Liger-Belair, professore di fisica chimica all'Università di Reims Champagne-Ardenne in Francia. "La fisica era già nota nell'ingegneria aerospaziale, ma non tutta nella scienza dello champagne."
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che le bottiglie conservate a temperatura ambiente creavano un "pop" piuttosto diverso rispetto a quelle conservate a temperature più calde.
Poiché l'anidride carbonica è meno solubile a temperature più elevate, vi è una maggiore quantità di gas presente nel collo delle bombole immagazzinate a temperature più calde. Quindi il gas all'interno delle bombole immagazzinato a 30 ° C è sotto una pressione maggiore rispetto a quello immagazzinato a 20 ° C. Quando il tappo nella bombola da 30 ° C rilascia, il calo di pressione e temperatura è maggiore rispetto alle bombole immagazzinate a temperature più fredde.
La bottiglia più calda crea grandi cristalli di ghiaccio e, grazie a come questi cristalli diffondono la luce, una nebbia bianco grigiastra. La bottiglia a temperatura ambiente, nel frattempo, crea cristalli di ghiaccio più piccoli, formando una nebbia più blu. "Speriamo che le persone si sentano toccate dalla meravigliosa scienza nascosta in una semplice bottiglia di champagne o spumante", ha detto Liger-Belair.
I risultati sono stati pubblicati il 20 settembre sulla rivista Science Advances.
