シャンパンのコルクを抜くと超音速の衝撃波が発生する

シャンパンのコルクを抜くと超音速の衝撃波が発生する

ルネッサンス時代にヨーロッパ人が飲み始めて以来、シャンパン(北フランスの地域で作られていない場合はスパークリングワイン)には必ずポンという音がする。最初のボトルはおそらく事故でできたものだった。発酵が長すぎて泡が出てきたワインだ。圧力がかかりすぎて爆発したものもあった。

しかし、ドン・ペリニヨンや他のワイン愛好家によってシャンパンが制御されると、シャンパンは泡が主役になった。シャンパンが本格的に人気になったのは、裕福な人々がクーペグラスにアヤラやペリエの金メッキボトルをこっそりと注いだ狂騒の20年代だった。今日では、人々は炭素分子のダンスをよりよく見せるフルートグラスで飲むことに戻っている。

もちろん、シャンパンを飲む喜びの一部は、栓を抜くこと自体にあります。金網の檻をこじ開ける緊張感。それに続くポンという音と泡立つ酒の噴水。ホッとした笑い(これまでに何百回もやっているのに)。そのドラマチックな出来事はすべて、超音速の流れによって引き起こされる、ほんの数ミリ秒の反応から生まれます。

流体力学の物理学誌に掲載された研究によると 先月、フランスとインドのエンジニアが、シャンパンを開けた後のガスの衝撃波をモデル化した。研究者らはこれまで、ボトルの栓を抜いた後に二酸化炭素と液体の噴流がどのくらいの速さで移動するかを調べるために高速カメラを使用していた。しかし、このグループはもう少し深く掘り下げて、シャンパンと「コルク栓の相互作用、ボトルから漏れる流れの著しく不安定な性質、および物質の形状の継続的な変化」を分析したと論文に記している。

彼らが学んだのは、泡の弾道は強力で、危険でさえあるということだ。シャンパンのボトルのコルクを揺らすと、泡の流れは強いパターンを形成せずにゆっくりと漏れ出る。しかし、コルクが引っ張られる一瞬の瞬間に、泡の流れはボトルネックの頂上で超音速に達して突き抜ける。ガスと圧力が勢いよく放出されると、ロケットの打ち上げ時に発生する衝撃波に似た王冠型の衝撃波(マッハダイヤモンド)となって消散する。最後の衝撃波はより弱く離れているように見え、おそらくは二酸化炭素と水蒸気がコルクと相互作用した波及効果だ。

この発見は、電子機器、潜水艇、さらには軍用兵器の開発にも役立つ可能性がある。「私たちのシミュレーションが研究者に興味深い手掛かりを提供し、彼らが一般的なシャンパンのボトルをミニ実験室として考えるようになることを期待しています」と、レンヌ物理学研究所の研究共著者ロバート・ジョルジュ氏は phys.org に語った。次に、彼のチームは異なる温度とボトルの形状が衝撃波にどのような影響を与えるかを調べるかもしれないと彼は語った。

セイバー攻撃によってこの超音速シーケンスがどのように変化するかはまだ不明です。ただし、シャンパンボトルを常に自分や他の人から遠ざけるようにしてください。基本的に、発射するのは小型ミサイルです。

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