新しい研究によると、泡立ちのボトルを飛び出ると、戦闘機の超音速排気のような衝撃波が発生します。
シャンパンのコルクのスプリットセカンドポップは、ボトルの首に長い間詰まっている高圧ガスのすばやい脱出によって作成されます。現在、研究者グループは高速写真を使用して、その象徴的なポップの背後にある化学を視覚化しています。
実験では、6つのシャンパンロゼボトルを入手し、そのうち2つは摂氏30度（華氏86度）で、2つは20℃（68 F）で3日間保管しました。これらのボトルは以前に42か月間熟成されており、いわゆる「プリーズデムース」と呼ばれるアルコール発酵を受けています。このプロセスの間、酵母は砂糖を食べて二酸化炭素を作り、シャンパンにフィズを与えます。
その後、研究者らは、高速度カメラを使用して、コルクが飛び出した瞬間を記録しました。高速カメラはマイクロフォンに取り付けられており、その音が大きな音を録音し、カメラに一連の写真を撮らせました。
科学者たちが見たものは次のとおりです。コルクがボトルから飛び出したとき、ボトルの首に長い間閉じ込められていた二酸化炭素と水蒸気が急速に膨張することにより、コルクが激しく押し込まれました。この突然の圧力の変化により、二酸化炭素と水蒸気が冷やされて氷の結晶になり、凝縮して霧になり、コルクで漂いました。
驚いたことに、研究者たちは、コルクポップの最初の1ミリ秒以内に、ボトル内の圧力のこの急激な低下が、「マッハディスク」と呼ばれる目に見える衝撃波を引き起こしたことを発見しました。これらのマッハ円盤は、戦闘機の排気でも生成されますが、発生するガスは、音速の2倍以上の速度で非常に急速に空気中に膨張するために形成されます。ボトル内の圧力が通常に戻ると、それらは同様にすぐに消えます。
これらのマッハ円盤の形成は「大きな驚きでした」と、フランスのランス大学シャンパーニュアルデンヌ校の化学物理学教授である筆頭著者のジェラールリガーベレールは述べました。 「物理学はすでに航空宇宙工学で知られていましたが、すべてがシャンパン科学で知られているわけではありません。」
さらに、研究者たちは、室温で保管されたボトルが、高温で保管されたボトルとはまったく異なる「ポップ」を生み出すことを発見しました。
二酸化炭素は高温では溶解性が低いため、より高温で保存されたボトルの首には大量のガスが存在します。したがって、30 Cで保管されたボトル内のガスは、20 Cで保管されたガスよりも圧力が高くなります。30Cボトルのコルクが解放されると、圧力と温度の低下は、低温で保管されたボトルよりも大きくなります。
高温のボトルは大きな氷の結晶を生成し、それらの結晶が光を散乱させる方法のおかげで、灰色がかった白い霧になります。一方、室温のボトルは、より小さな氷の結晶を作り、より青い霧を形成します。 「願わくば、シャンパンやスパークリングワインのシンプルなボトルに秘められた美しい科学に人々は感動するでしょう」とライガーベレールは語った。
調査結果は、サイエンスアドバンス誌に9月20日に掲載されました。
