Theo một nghiên cứu mới, việc mở một chai bong bóng tạo ra sóng xung kích giống như trong ống xả siêu thanh của máy bay chiến đấu.
Tiếng pop-giây tách ra của nút chai rượu sâm banh được tạo ra bằng cách thoát nhanh khí áp suất cao bị kẹt trong cổ chai. Bây giờ, một nhóm các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiếp ảnh tốc độ cao để hình dung hóa học đằng sau nhạc pop mang tính biểu tượng đó.
Trong thí nghiệm, họ đã thu được sáu chai rượu sâm banh, hai trong số đó được bảo quản ở nhiệt độ 30 độ C (86 độ F) và hai chai ở 20 C (68 F) trong ba ngày. Những chai này trước đây đã được 42 tháng tuổi, trải qua cái gọi là "Prize de mousse", một loại lên men rượu. Trong quá trình này, nấm men ăn đường để tạo ra carbon dioxide, tạo ra rượu sâm banh.
Các nhà nghiên cứu sau đó đã sử dụng một camera tốc độ cao để ghi lại khoảnh khắc nút chai bật lên. Máy ảnh tốc độ cao được gắn vào micrô ghi lại tiếng nổ và kích hoạt camera để chụp một loạt ảnh.
Đây là những gì các nhà khoa học đã thấy: Khi nút chai bật ra khỏi chai, nó bị rung lắc dữ dội bởi sự phát triển nhanh chóng của carbon dioxide và hơi nước đã bị giam cầm trong cổ chai. Sự thay đổi áp suất đột ngột này đã khiến carbon dioxide và hơi nước nguội dần thành các tinh thể băng và ngưng tụ thành một màn sương mù tỏa ra từ nút chai.
Nhưng thật ngạc nhiên, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trong một phần nghìn giây đầu tiên của nút chai, áp suất giảm đột ngột bên trong chai dẫn đến sóng xung kích có thể nhìn thấy, được gọi là "đĩa Mach". Những đĩa Mach này, cũng được tạo ra trong khí thải của máy bay chiến đấu, hình thành vì khí thoát ra sẽ bay vào không khí cực kỳ nhanh - với tốc độ gấp đôi tốc độ âm thanh. Chúng biến mất nhanh chóng, khi áp suất trong chai trở lại bình thường.
Tác giả của các đĩa Mach "là một bất ngờ lớn", tác giả chính Gérard Liger-Belair, giáo sư vật lý hóa học tại Đại học Reims Champagne-Ardenne, Pháp, cho biết. "Vật lý đã được biết đến trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, nhưng không phải tất cả trong khoa học rượu sâm banh."
Hơn nữa, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các chai được lưu trữ ở nhiệt độ phòng tạo ra một "tiếng nổ" khác với các chai được lưu trữ ở nhiệt độ nóng hơn.
Bởi vì carbon dioxide ít hòa tan ở nhiệt độ cao hơn, có một lượng lớn khí hơn ở cổ chai được lưu trữ ở nhiệt độ ấm hơn. Vì vậy, khí bên trong các chai được lưu trữ ở 30 C chịu áp suất lớn hơn so với lưu trữ ở 20 C. Khi nút chai trong chai 30 C giải phóng, áp suất và nhiệt độ giảm lớn hơn trong các chai được lưu trữ ở nhiệt độ lạnh hơn.
Chai nóng hơn tạo ra các tinh thể băng lớn và, nhờ vào cách các tinh thể đó tán xạ ánh sáng, sương mù màu trắng xám. Trong khi đó, chai nhiệt độ phòng tạo ra các tinh thể băng nhỏ hơn, tạo thành sương mù xanh hơn. "Hy vọng, mọi người sẽ cảm thấy xúc động trước khoa học tuyệt đẹp được giấu trong một chai rượu sâm banh hoặc rượu vang sủi tăm đơn giản", Liger-Belair nói.
Những phát hiện được công bố vào ngày 20 tháng 9 trên tạp chí Science Advances.
