Abrir una botella de burbujas crea ondas de choque como las del escape supersónico de un avión de combate, según un nuevo estudio.
El pop de una fracción de segundo de un corcho de champán es creado por un escape rápido de gas a alta presión atorado en el cuello de la botella. Ahora, un grupo de investigadores ha utilizado la fotografía a alta velocidad para visualizar la química detrás de ese pop icónico.
Para el experimento, adquirieron seis botellas de champán rosado, dos de las cuales almacenaron a 30 grados Celsius (86 grados Fahrenheit) y dos a 20 C (68 F) durante tres días. Estas botellas habían sido envejecidas previamente durante 42 meses, pasando por lo que se llama "premio de mousse", un tipo de fermentación de alcohol. Durante este proceso, la levadura se alimenta de azúcar para crear dióxido de carbono, dando al champán su efervescencia.
Luego, los investigadores utilizaron una cámara de alta velocidad para registrar el momento en que aparecieron los corchos. La cámara de alta velocidad se conectó a un micrófono que grabó la explosión y activó la cámara para tomar una serie de fotos.
Esto es lo que vieron los científicos: cuando el corcho salió de la botella, se empujó violentamente al expandirse rápidamente el dióxido de carbono y el vapor de agua que habían estado confinados en el cuello de la botella. Este cambio repentino en la presión causó que el dióxido de carbono y el vapor de agua se enfriaran en cristales de hielo y se condensaran en una niebla que flotaba con el corcho.
Pero para su sorpresa, los investigadores descubrieron que dentro del primer milisegundo del pop de corcho, esta repentina caída de presión dentro de la botella condujo a ondas de choque visibles, llamadas "discos Mach". Estos discos Mach, que también se crean en el escape de los aviones de combate, se forman porque el gas que se escapa se expande en el aire extremadamente rápido, a más del doble de la velocidad del sonido. Se desvanecen con la misma rapidez, cuando la presión en la botella vuelve a la normalidad.
La formación de estos discos Mach "fue una gran sorpresa", dijo el autor principal Gérard Liger-Belair, profesor de física química en la Universidad de Reims Champagne-Ardenne en Francia. "La física ya era conocida en la ingeniería aeroespacial, pero no todo en la ciencia del champán".
Además, los investigadores descubrieron que las botellas almacenadas a temperatura ambiente crearon un "pop" bastante diferente a las almacenadas a temperaturas más altas.
Debido a que el dióxido de carbono es menos soluble a temperaturas más altas, hay una mayor cantidad de gas en el cuello de las botellas almacenadas a temperaturas más cálidas. Por lo tanto, el gas dentro de las botellas almacenadas a 30 C está bajo una presión mayor que las almacenadas a 20 C. Cuando se libera el corcho en la botella de 30 C, la caída de presión y temperatura es mayor que en las botellas almacenadas a temperaturas más frías.
La botella más caliente crea grandes cristales de hielo y, gracias a cómo esos cristales dispersan la luz, una niebla de color blanco grisáceo. La botella a temperatura ambiente, mientras tanto, crea cristales de hielo más pequeños, formando una niebla más azul. "Con suerte, la gente se sentirá conmovida por la hermosa ciencia escondida en una simple botella de champán o vino espumoso", dijo Liger-Belair.
Los hallazgos fueron publicados el 20 de septiembre en la revista Science Advances.
