Моделювання показало, що гази, які вириваються назовні при відкритті пляшки шампанського, рухаються швидше звуку, створюючи ударні хвилі, які складаються один з одним, утворюючи диски Маха.
Гра шампанського починається з “зародження” — нуклеації – бульбашок на скляній стінці. Відриваючись від цієї опори, вони піднімаються до поверхні і лопаються, вивільняючи укладений всередині газ і створюючи звук. При відкритті пляшки все відбувається різко, за лічені мілісекунди, наповнюючи повітря вуглекислим газом і домішками, що створюють впізнаваний аромат. Фізики змоделювали цей процес в деталях, виявивши, що він супроводжується короткочасною появою ударних хвиль і дисків Маха. Дослідження готується до публікації в журналі Physics of Fluids, але вже доступне в Інтернеті.
Як тільки пробка перестає стримувати внутрішній тиск, потоки починають вириватися з горлечка на надзвуковій швидкості, створюючи ударні хвилі. Цей процес змоделювала команда французьких та індійських фізиків на чолі з Жераром Ліже-Белером (Gerard Liger-Belair) з Реймського університету Шампань — Арденни. “Сподіваємося, це дасть деякі цікаві зачіпки для інших дослідників, – говорить учений. – Звичайну пляшку шампанського можна розглядати як міні-лабораторію”.
Комп’ютерна симуляція продемонструвала, що все розвивається в три етапи. На першому нічого не відбувається: поки пробка міцно сидить в шийці, вона утримує високий тиск, який не дозволяє газам вивільнятися з рідини. На другому пробка видаляється, і бульбашки стрімко піднімаються до поверхні.
У щілини між пробкою і шийкою виникають потоки газів, які вириваються на швидкостях, що перевищують швидкість звуку, і створюють серію ударних хвиль. Далі ці ударні хвилі комбінуються один з одним, на короткий час утворюючи диски Маха — повторювані структури, знайомі багатьом по знімках працюючих реактивних двигунів. Нарешті, швидкість руху газів падає нижче звукової, а тиск всередині пляшки вирівнюється з атмосферним.