Lefelé ereszkedő buborékok • Hetedhéthatár

Népszerű tudomány

Lefelé ereszkedő buborékok

Ismét szegényebbek lettünk egy rejtéllyel, megfejtették a Guinness sör buborékjainak titkát. A megfigyelések szerint ugyanis az írek nemzeti italában más söröktől és buborékos italoktól eltérően, a józan észre rácáfolva, lefelé ereszkednek a buborékok. A probléma szakemberek között is téma volt, végeztek is kocsmai vizsgálatokat. A söröspoharat maguk elé tartva figyelték a buborékok mozgását. Valóban lefelé látták őket ereszkedni, de nem tudták eldönteni, hogy optikai illúzió áldozatai-e vagy a buborékok tényleg lefelé mozognak. A tisztázáshoz változtatni kellett volna a paramétereket, méréseket kellett volna végezni. A kocsma azonban nem megfelelő helyszín fizikai kísérletekhez, ezért egyetemi laboratóriumban láttak hozzá a módszeres és alapos vizsgálatokhoz. Az írek büszkeségét skótok tanulmányozták az Edinburghi Egyetemen. Kérdések sorát fogalmazták meg, néhány ezek közül: miért fontos a jelenség, számít-e a pohár alakja, fontos-e a buborékképző gáz milyensége, számít-e, hogy gyorsan vagy lassan, avagy milyen szögben csapolják pohárba a sört, számít-e a folyadék viszkozitása. Kidolgozták a megoldását arra, hogyan csapolhatnak a laborban a kocsmaihoz leginkább hasonló módon. Végül beszereztek egy nagysebességű filmezésre alkalmas kamerát, hogy dokumentálni tudják a buborékok mozgását.

Mielőtt belemerülnénk a vizsgálatok részleteibe, idézzük fel a Guinness sör történetét. A sör és a rekordok könyve az ír Guinness család nevét viseli. Az Arthur Guinness által alapított sörfőzőt 1825-ben vette át fia, Benjamin Lee Guinness (1798-1868). Kezdetben világos és barna söröket is gyártottak, majd hamarosan a porter típus gyártására specializálódtak. A porter egy dús habú, sötét, krémes, keserű, barna sör. A korábban csak a belföldi piacra szállító sörfőzőből Benjamin Lee Guinness vezetése alatt lett nagy cég, a Guinness sör írországi hírneve mellé hamarosan külföldön is elismertséget szerzett. Az Írország nemzeti söreként számon tartott porter söröket az Egyesült Államokba, Angliába és más európai országokba exportálták. A jelentősen meggazdagodott Benjamin Lee Guinness 1851-től Dublin első főpolgármestere, 1865-től haláláig Dublin parlamenti képviselője volt. 1867-ben kapott baroneti rangot. A korábban dublini cég székhelye ma Londonban van, 1982-től részvénytársasági formában működik. A Guinness sört ma a világ több, mint 120 országában forgalmazzák, külföldön is több helyütt gyártják.

Az írek és az angolok szívesen kötnek fogadásokat a legkülönbözőbb témákban, a fogadások pedig gyakran a kocsmákban köttetnek. Érthető, ha a legkedveltebb sör gyártója igyekezett fogyasztóinak a kedvében járni és segítséget kínált a kocsmai fogadások helyszíni és azonnali eldöntéséhez. Ez a segítség az először 1955-ben kiadott Guinness Rekordok Könyve volt, amelyet minden előrelátó, a vendégkör megtartásában érdekelt kocsmáros a polcán tartott. A könyvből rögtön meg lehetett tudni a legelképzelhetetlenebb műfajokban elért érvényes csúcseredményeket is. Az évről évre bővített könyvsorozat világsikerré vált, mind többen ambícionálják, hogy bekerüljenek a Rekordok Könyvébe.

A részletes fizikai vizsgálatok előtt megelőlegezzük a végeredményt: a buborékok valóban lefelé mozognak és bizonyos feltételek teljesülése esetén ez minden folyadékban megvalósul, a Guinness sör ebben a tekintetben tehát nem egyedülálló. A megfigyelést azonban pontosítani kell. A buborékok ugyanis csak a pohár széle mentén mozognak lefelé, középen a megszokott módon, rendes sör- vagy szódabuborékok módjára felfelé szállnak. A Guinness sűrű, sötét folyadékában ezt a belső mozgást egyszerűen nem látjuk, a külsőt viszont annál jobban: a világos buborékok színe alaposan elüt a sör sötétjétől. A gázbuborékok természetes törekvése, hogy felemelkedjenek. A pohár szélén levő buborékok azonban súrlódnak az üvegen, lelassulnak a sűrű lében. Középen viszont akadálytalanul szállnak fel egészen a sűrű habig, megmozgatva a folyadékot is. A habba ütköző folyadékáramlás oldalra fordul, a pohár fala felé és a fal mentén egy lefelé áramlás indul meg, ez viszi magával lefelé a buborékokat. A folyadék és a buborékok leérnek a pohár aljára, ott ismét a közép felé mozognak és ismét felszállnak. A körkörös áramlás mindaddig tart, míg meg nem szűnik az erőteljes felfelé áramlás a középső régiókban. Idővel ugyanis elfogynak a buborékok, hiszen nem mindegyik jár körbe-körbe, egy részük mindig beépül fent a habba.

Az alapos vizsgálatok feltárták, hogy a buborékok mérete a döntő, csak kis buborékoknál lép fel a szokatlan jelenség. A sörök többségében és a szódában szén-dioxid buborékok okozzák a pezsgést. A szén-dioxid jól oldódik a folyadékban, a buborékok látszólag a semmiből jelennek meg a sörös vagy kólás pohár oldalán. A felfelé szálló buborék egyre több szén-dioxidot vesz magába az oldatból, így mérete egyre nő. A Guinness csapolásánál nitrogéngázt használnak. A nitrogén a levegő természetes alkotórésze, a levegő közel háromnegyede nitrogén. A nitrogén a szén-dioxidnál kevésbé oldódik, ezért a buborékok kevésbé nőnek meg. A buborékok eleve kicsik, mert nagy nyomáson parányi lyukakon át engedik be a gázt. Pontos mérések szerint a buborékok átmérője a 0,04-0,12 milliméter tartományba esik, az emberi haj általában 0,1 milliméter vastag. A buborékok sebességét is kimérték a különlegesen gyors kamerával: másodpercenként 2,11 centimétert tettek meg.

A pohár alakja nem lényeges. A kutatók egyenes és görbült falú pohárral hasonló eredményeket kaptak. Az áramlási kép kissé eltér, de az alapjelenséget, a buborékok lefelé mozgását, mindkét alaknál megfigyelték. Az sem lényeges, hogyan csapolunk a pohárba, a döntő a csapolás befejezése után a pohár középső régiójában meginduló felfelé áramlás.

A szerzők a vizsgálatok során fájó szívvel kiöntötték a kísérleti anyagot, a pompás sört. Ellenkező esetben azzal vádolhatták volna őket, hogy a sok sörtől keresztbe álló szemmel már azt sem tudták megkülönböztetni, merre van felfelé és merre lefelé. Ha a kedves olvasó is hozzálát a jelenség tanulmányozásához, akkor nyugodtan hivatkozzon arra, nem tesz mást, csak ellenőrzi az edinburghi professzorok állításait. Egy kísérlet akkor igazán meggyőző, ha azonos körülmények között megismételve mindenütt azonos eredményre vezet.


Hozzászólások



Archívum

Partnereink

Hozzászólások

DISQUS