أظهرت دراسة جديدة أن فتح زجاجة من الشمبانيا يخلق موجات صدمة مثل تلك الموجودة في العادم الأسرع من الصوت من طائرة مقاتلة.
يتم إنشاء البوب في جزء من الثانية من الفلين الشمبانيا من خلال هروب سريع للغاز عالي الضغط عالق طويلًا في عنق الزجاجة. الآن ، استخدمت مجموعة من الباحثين التصوير عالي السرعة لتصور الكيمياء وراء هذا البوب الشهير.
للتجربة ، حصلوا على ست زجاجات شمبانيا وردية ، اثنتان منها تم تخزينها عند 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت) واثنتان عند 20 درجة مئوية (68 فهرنهايت) لمدة ثلاثة أيام. كانت هذه الزجاجات في السابق تبلغ من العمر 42 شهرًا ، وتخضع لما يسمى "prize de mousse" ، وهو نوع من تخمير الكحول. خلال هذه العملية ، تتغذى الخميرة على السكر لتكوين ثاني أكسيد الكربون ، مما يعطي الشمبانيا الفوران.
ثم استخدم الباحثون كاميرا عالية السرعة لتسجيل لحظة ظهور الفلين. تم إرفاق الكاميرا عالية السرعة بميكروفون سجل الانفجار وأطلق الكاميرا لالتقاط سلسلة من الصور.
هذا ما رآه العلماء: عندما انبثق الفلين من الزجاجة ، تم دفعه بعنف من خلال التوسع السريع لثاني أكسيد الكربون وبخار الماء الذي كان محصورًا منذ فترة طويلة في عنق الزجاجة. تسبب هذا التغيير المفاجئ في الضغط في أن يبرد ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء إلى بلورات ثلجية ويتكثف في ضباب ينطلق مع الفلين.
ولكن لدهشتهم ، وجد الباحثون أن هذا الانخفاض المفاجئ في الضغط داخل الزجاجة أدى إلى موجات صدمة مرئية ، تسمى "أقراص ماخ" ، في أول جزء من الثانية من فلين البوب. تتشكل أقراص Mach هذه ، التي يتم إنشاؤها أيضًا في عادم الطائرات المقاتلة ، لأن الغاز الهارب يتمدد في الهواء بسرعة كبيرة - بسرعة تزيد عن ضعف سرعة الصوت. تختفي بنفس السرعة ، عندما يعود الضغط في الزجاجة إلى طبيعتها.
وقال المؤلف الرئيسي جيرارد ليجر بيلير ، أستاذ الفيزياء الكيميائية بجامعة ريمس شامبان - أردان في فرنسا ، إن تشكيل أقراص الماخ هذه "كان مفاجأة كبيرة". "كانت الفيزياء معروفة بالفعل في هندسة الطيران ، ولكن ليس كلها في علم الشمبانيا."
علاوة على ذلك ، اكتشف الباحثون أن الزجاجات المخزنة في درجة حرارة الغرفة تخلق "فرقعة" مختلفة تمامًا عن تلك المخزنة في درجات حرارة أكثر حرارة.
لأن ثاني أكسيد الكربون أقل قابلية للذوبان في درجات الحرارة المرتفعة ، هناك كمية أكبر من الغاز الموجود في عنق الزجاجات المخزنة في درجات حرارة أكثر دفئًا. لذا فإن الغاز داخل الزجاجات المخزنة عند 30 درجة مئوية تحت ضغط أكبر من تلك المخزنة عند 20 درجة مئوية.عندما يتم تحرير الفلين في الزجاجة 30 درجة مئوية ، يكون الانخفاض في الضغط ودرجة الحرارة أكبر من الزجاجات المخزنة في درجات حرارة أكثر برودة.
تخلق الزجاجة الأكثر سخونة بلورات جليدية كبيرة ، وبفضل كيفية تبعثر هذه البلورات في الضوء ، ضباب أبيض رمادي. في هذه الأثناء ، تخلق زجاجة درجة حرارة الغرفة بلورات ثلج أصغر ، وتشكل ضبابًا أكثر ضبابية. وقال ليجر بيلير "آمل أن يشعر الناس بتأثر بالعلم الجميل المخبأ في زجاجة بسيطة من الشمبانيا أو النبيذ الفوار".
تم نشر النتائج في 20 سبتمبر في مجلة Science Advances.
