A kutatók felfedezték azt a különleges fizikai mechanizmust, amely a kitöltött pezsgő jellegzetes hangjáért felelős. A hang és a folyadék felszínén lévő buborék kipukkanása között szoros az összefüggés.
Mivel igen élénk emlékei lehetnek a legtöbb felnőttnek pár nappal korábbról a frissen kitöltött pezsgő sistergő hangjáról, ma már tiszta fejjel érdemes átgondolni, hogy mit is hallottunk valójában szilveszterkor.
Az jól ismert, hogy a buborékok kipukkanása okozza ezt a hangot, de a konkrét fizikai mechanizmus nem volt teljesen világos. A párizsi Sorbonne Egyetem fizikusai ezért úgy döntöttek, hogy megvizsgálják a kapcsolatot a pukkanó buborékok folyadékdinamikája és a pezsgő kezdetben sistergő, majd inkább pattogó hangja között. Munkájukat a Physical Review Fluids című folyóiratban tették közzé.
A karbonizáció különösen izgalmas téma a folyadékdinamika részterületén belül. A Physics Today egyik 2018-as cikke például arról számolt be, hogy a szénsavasítás ugyanazokat a fájdalomreceptorokat aktiválja mélyen az agyunkban, amelyek a fűszeres ételekre is reagálnak. Amikor a pezsgőben a buborékok kipukkadnak, olyan cseppeket lövellnek ki, amelyek aromás vegyületeket bocsátanak ki. Ezekről úgy vélik, hogy tovább fokozzák az ízeket.
Emellett a buborékok mérete is döntő szerepet játszik a pezsgő minőségében. A nagyobb (a felszínen mintegy 1,7 mm átmérőjű) buborékok fokozzák az aeroszolok kibocsátását a pohár feletti levegőbe. A pezsgőben lévő buborékok pedig méretüktől függően meghatározott rezonanciafrekvencián "csengenek". Tehát "hallani" lehet a buborékok méret szerinti eloszlását, ahogy a felszínre emelkednek egy pohár pezsgőben - írja a tanulmányt ismertető Ars Technika portál.
A mostani az eddigi egyetlen olyan tanulmány, amely kifejezetten a pezsgő akusztikus emisszióját (pattogását és sistergését) vizsgálja a kutatók szerint. Korábban, 1992-ben és 2013-ban azonban két tanulmány is készült, amelyek a víz felszínén összeeső buborékok akusztikus emissziójára összpontosítottak, és amelyekből kiderült, hogy a legkisebb buborékok hangja inkább ciripelésre hasonlít.
A pezsgő pezsgése a buborékok magképződéséből ered a pohár falán. Amint a buborékok leválnak a magképződési helyükről, a folyadék felszínére emelkedve növekedni kezdenek, majd a felszínen kipukkadnak és összeesnek. Ez jellemzően néhány milliszekundumon belül történik, és a buborékok szétrepedésekor jellegzetes "recsegő" hang keletkezik.
Az adatokat elemzéséből kiderült, hogy a hangok keletkezése egybeesik a buborékok felszakadásával. Ahogy a buborék közeledik a felszínhez, a benne lévő gáz nyomása megnő, és a gáz a buborék kipukkanásakor hevesen felszabadul.
A buborék azonban nem tűnik el azonnal. A buboréknak az a része, amely még mindig a víz alá merül, akusztikus rezgéseket generál a folyadék-gáz határfelületen. Ennek a rezgésnek a frekvenciája a buborékban lévő gázmennyiségtől és a buborékban lévő lyuk átmérőjétől függ. Ennek eredményeképpen a frekvencia a repedés növekedésével és a buborék zsugorodásával változik, és a buborék elhalásáig növekszik a hangmagasság. A kis mikrométeres méretű pezsgőbuborékok esetében az ember számára csak a szakadás kezdete hallható, míg a nagyobb, milliméteres méretű buborékok esetében az egész szakadás hallható.
Ez a folyamat jelentősen eltér attól, ahogyan a felszín alatti buborékok hangot bocsátanak ki, és a csapat úgy véli, hogy az akusztikus jelek keresése fényt deríthet más hidrodinamikai jelenségekre is, amelyek elkerülik a hagyományos képalkotó technikákat. "Úgy véljük, hogy a kvantitatív leírásunk felhasználható lenne digitális animációs filmek mesterséges akusztikus jeleinek szintézisére. Általánosabban, ez a munka egy lépés az erőszakos hidrodinamikai események akusztikus szignatúrájának megértésében, ami kiegészíti a vulkánkitörésekkel... a hullámtöréssel és a szétpukkanó szappanbuborékokkal kapcsolatos korábbi tanulmányokat" - írták a szerzők.
