自欧洲人在文艺复兴时期开始饮用香槟酒以来(或者说是起泡酒,如果不是产自法国北部地区的话),它就一直伴随着“砰”的一声。 最开始的酒瓶可能都是意外: 酒在发酵过久后产生了气泡。有些酒积累了巨大的压力,甚至会爆炸。
但一旦香槟酒被唐·培里侬和其他葡萄酒鉴赏家驯服,就成了关于气泡的游戏。这种饮品在咆哮的二十年代真正流行起来,那时富人们偷偷地用镀金瓶装的艾亚拉和佩里耶香槟斟满他们的碟形杯。如今,人们又 回到了使用长笛形杯,这种杯子能更好地展现碳分子的舞动。
当然,饮用香槟酒的乐趣部分在于开瓶本身。解开金属丝笼的紧张感。随之而来的“砰”声和喷涌而出的汽水。随之而来的如释重负的笑声(即使你已经做过几百次了)。所有这些戏剧性都源于超音速流动引发的毫秒级反应。
在上个月发表于 《流体物理学报》 的一项研究中,来自法国和印度的工程师们模拟了香槟开瓶后气体的冲击波。研究人员此前曾使用高速摄像机来了解瓶塞一旦被拔出,二氧化碳和液体射流的移动速度。但这个团队进行了更深入的研究,以分析香槟酒“与瓶塞的相互作用,流体逸出的极不稳定特性,以及物质几何形状的持续变化”,正如他们在论文中所写的那样。
他们了解到,起泡酒的弹道射程很远,甚至可能很危险。当香槟酒瓶塞被晃出时,气流会缓慢逸出,不会形成强烈的模式。但在瓶塞被拔出的瞬间,气流会爆发出来,在瓶颈顶部达到超音速。当气体和压力涌出时,它们会以皇冠状的冲击波(或马赫钻石)消散, 类似于火箭发射时的冲击波。最终的冲击波看起来更柔和、更分离,很可能是二氧化碳和水蒸气与瓶塞相互作用的连锁反应。
这些发现可能对电子产品、潜水器甚至军用武器的开发有所帮助。“我们希望我们的模拟能为研究人员提供一些有趣的线索,他们或许可以考虑将典型的香槟酒瓶作为一个微型实验室,” 该研究的合著者、来自雷恩物理研究所的罗伯特·乔治斯(Robert Georges)告诉 phys.org。接下来,他说他的团队可能会研究不同的温度和瓶子形状如何影响冲击波。
目前还没有关于 刀劈香槟 如何改变这种超音速过程的消息。但请记住,永远要把香槟酒瓶远离自己和他人:你基本上是在启动一枚微型导弹。