Madeline Federle y Colin Sullivan
El físico de la Universidad de Brown, Roberto Zenit, tiene la habilidad de vincular su investigación fundamental de dinámica de fluidos con fenómenos cotidianos, como disfrutar de una copa de champán con amigos. Un día notó que las burbujas que subían a la superficie formaban columnas verticales estables, a diferencia de otras bebidas carbonatadas, donde la estela de las burbujas que subían golpeaba otras burbujas hacia los lados para que varias burbujas subieran simultáneamente. Zenit descubrió que esto se debe a que las moléculas de surfactante cubren las burbujas de champán y fomentan más remolinos, lo que interrumpe la estela, según un nuevo artículo publicado en la revista Physical Review Fluids.
«Solo observar un vaso de un líquido sobresaturado con dióxido de carbono es como tener un laboratorio frente a ti», dijo Zenit a Ars. «Es un muy buen ejemplo de tratar de comprender las interacciones hidrodinámicas. Cuando dos burbujas se mueven una detrás de la otra, por lo general se desalinean porque crean una perturbación en el líquido que las rodea. Nos dimos cuenta de que esto era muy diferente para el champán. Si sabes cualquier cosa sobre la dinámica de las burbujas, eso no es natural, así que, por supuesto, nos intrigamos al instante».
Zenit ha analizado previamente la dinámica fluida de las técnicas y los materiales de la pintura moderna promovidos por luminarias como el muralista David Siqueiros y Jackson Pollock, a quienes Zenit considera «físicos intuitivos». La famosa técnica de «pintura accidental» de Siqueiros consistía en verter capas de pintura sobre una superficie horizontal y dejar que se formaran espirales, manchas y otras formas con el tiempo. El truco consiste en colocar un fluido denso encima de uno más liviano para crear una inestabilidad clásica porque el líquido más pesado empujará a través del más liviano. Según Zenit, la técnica de goteo de Pollock se basaba en la misma inestabilidad para producir líneas onduladas y manchas en sus lienzos.
La carbonatación es otro tema fascinante dentro de la dinámica de fluidos. Como hemos informado anteriormente, la efervescencia del champán surge de la nucleación de burbujas en las paredes de la copa. Una vez que se separan de sus sitios de nucleación, las burbujas crecen a medida que suben a la superficie del líquido, donde estallan. Esto generalmente ocurre en un par de milisegundos, y el distintivo sonido crepitante se emite cuando las burbujas se rompen. Las burbujas «suenan» a frecuencias resonantes específicas, según su tamaño, por lo que es posible «escuchar» la distribución del tamaño de las burbujas a medida que suben a la superficie en una copa de champán.
En 2021, físicos de la Universidad de la Sorbona en París investigaron el vínculo entre la dinámica de fluidos de las burbujas al estallar y los sonidos crepitantes y burbujeantes con la esperanza de identificar el mecanismo físico exacto. El sonido coincidió con la ruptura de la burbuja a medida que se acercaba a la superficie, pero parte de la burbuja permaneció sumergida y generó vibraciones acústicas en la interfase líquido-gas, cuya frecuencia dependía del diámetro del orificio de la burbuja y del volumen de la misma. gas dentro. Entonces, a medida que crece la ruptura, la frecuencia aumenta de tono hasta que la burbuja «muere».
Otros estudios han demostrado que cuando las burbujas del champán revientan, producen gotitas que liberan compuestos aromáticos que se cree mejoran el sabor. Las burbujas más grandes mejoran la liberación de aerosoles en el aire por encima del vidrio, burbujas del orden de 1,7 mm de ancho en la superficie. El físico francés Gerard Liger-Belair de la Universidad de Reims Champagne-Ardenne ha utilizado imágenes de alta velocidad para demostrar que se forman ondas de choque cuando se abre un corcho de champán. Siguió en 2022 con simulaciones por computadora que revelaron que en el primer milisegundo después de que se revienta el corcho, el gas expulsado forma diferentes tipos de ondas de choque, incluso alcanzando velocidades supersónicas y formando patrones de anillos conocidos como diamantes de choque, antes de que el burbujeante se estabilice y esté listo. para ser embebido.