Физики сравнили процесс открытия бутылки шампанского с действием ракетной установки

Они обнаружили, что в первую миллисекунду образуются различные типы ударных волн, достигающих сверхзвуковых скоростей, поэтому сам процесс открытия шампанского и выбрасывания CO2 имеет немало общего с действием ракетной установки. Статья об этом опубликована в журнале Physics of Fluids.

«Наша статья раскрывает неожиданные и красивые модели, которые разворачиваются прямо у нас под носом каждый раз, когда откупоривается бутылка шампанского, — говорит руководитель исследований Жерар Лиже-Белэр из Университета Шампань — Арденны в Реймсе. — Кто бы мог подумать, что за столь привычным действием стоят столь сложные и красивые явления?!» Процесс открытия бутылки шампанского изучался также в инфракрасном диапазоне, с помощью методов лазерной томографии, высокоскоростной съемки и математического моделирования.

Ударные волны, возникающие при высвобождении пробки, образуют так называемые кольца, или диски Маха, названные в честь Эрнста Маха, который первым их описал. Они наблюдаются также в выхлопных шлейфах ракет.

Такие исследования имеют также прямое отношение к широкому спектру приложений, связанных со сверхзвуковым потоком, включая баллистические ракеты, ветряные турбины, подводные аппараты и, конечно же, ракетные установки. К дозвуковым скоростям все возвращается, когда давление воздушных потоков снижается, и они уже не могут поддерживать требуемый напор сквозь «сопло» в самых узких местах у края пробки.

По словам Лиже-Белэра, характерное шипение возникает из-за образования пузырьков на стеклянных стенках. Растущие пузырьки поднимаются к поверхности жидкости и лопаются в течение нескольких миллисекунд, при разрыве этих пузырьков и раздается характерный треск. Лопнувшие пузырьки образуют капли, выделяющие ароматические соединения, которые, как считается, усиливают вкус шампанского. Решающую роль при этом играет размер пузырьков — в зависимости от этого они «звенят» на определенных резонансных частотах, к тому же пузырьки большего размера — 1,7 мм — заметно усиливают выброс аэрозолей в воздух над стеклом. Так что порой на слух можно распознать это распределение пузырьков по размерам, когда они поднимаются к поверхности в бокале с шампанским.