Чому шампанське має більш стійкі бульбашки, ніж інші газовані напої

Фізики з’ясували, чому в бокалі шампанського ланцюжки бульбашок більш стабільні, ніж у інших газованих напоях.

Фізик з американського університету Брауна Роберто Зеніт не тільки досліджує динаміку рідин, але й любить іноді випити келих шампанського з друзями. Одного дня він помітив, що бульбашки в шампанському піднімаються на поверхню стійкими вертикальними стовпчиками. В інших газованих напоях такого ефекту немає, і кілька бульбашок можуть підніматись паралельно. 

Результат досліджень він опублікував в журналі Physical Review Fluids, пише Arstechnica. За його даними, за стійкість стовпчиків «відповідають» молекули поверхнево-активної речовини (ПАР), які покривають бульбашки шампанського і сприяють більшому завихренню.

У більшості газировок дві бульбашки рухаються одна за одною та зміщуються, оскільки створюють збурення в рідині навколо. У шампанському динаміка бульбашок виявилась іншою, тому фізики були заінтриговані.

Як фізики експериментували з шампанським

Зеніт з колегами дослідили динаміку різних газованих напоїв у скляних капілярних трубках. Це були:

Підписуйтеся на наші соцмережі

Щоб дослідити, що дає стабільність ланцюжкам бульбашок шампанського, вони наповнили прямокутні ємності з оргскла рідиною. За допомогою голки фізики закачували газ через гумову пробку, створюючи різні види ланцюжків бульбашок.

Потім дослідники поступово додавали поверхнево-активні речовини – саме ПАР (як правило, жирні кислоти) надають шампанському смаку. В іншому експерименті вони збільшували розмір бульбашок, збільшуючи діаметр голки для закачування газу. 

За допомогою комп’ютерного моделювання фізики також обчислили кількість ПАР, що переходять у бульбашки газу, вагу бульбашок і їхню швидкість.

Як виявилось, саме ПАР допомагають створити стабільні ланцюги бульбашок, не збільшуючи їхнього розміру. З іншого боку, великі бульбашки навіть без ПАР упорядковуються в стовпчики, як в шампанському.

Коротше, жодної магії. Просто молекули поверхнево-активної речовини в шампанському одним боком приєднуються до рідини, а іншим — до повітря — та прямують вертикально вверх, будуючи стійкі стовпчики з бульбашок. 

До речі, в пиві теж є молекули, подібні до поверхнево-активних речовин, тому деякі типи пива також можуть демонструвати стабільні ланцюги бульбашок.

В інших газованих напоях ПАР немає, саме тому і бульбашкових стовпчиків в них не знайдеш (лайфгак, як розрізнити, що в вашому бокалі).

Інші цікаві факти про фізику газованих напоїв

Інше цікаве явище – легкий “дзвін” бульбашок, які миттєво піднімаються на поверхню рідини та лопаються – спричинено карбонізацією газованої рідини. Бульбашки «дзвенять» на певних резонансних частотах, залежно від їх розміру, тому можна «почути» розподіл бульбашок за розміром, коли вони піднімаються на поверхню в келиху шампанського.

У 2021 році фізики з паризького університету Сорбонна дослідили зв’язок між динамікою рідини бульбашок, що лопаються, та тріскучими звуками, щоб визначити точний фізичний механізм цього явища. 

Коли бульбашки в шампанському лопаються, вони утворюють краплі з ароматичними сполуками, які, як вважають, підсилюють смак ігристого вина. 

Французький фізик Жерар Лігер-Белер з університету Реймс Шампань-Арденни у 2022 році змоделював процес відкоркування шампанського. Виявляється, в першу мілісекунду після того, як пробка вискочить, викинутий газ утворює різні типи ударних хвиль, навіть досягаючи надзвукових швидкостей.