Daugelis mūsų yra girdėję pažįstamą garsą, kai atidaromas alus su svirtiniu uždarymu – trumpas „puf“, o iškart po to tylus „šliaužimo“ garsas. Tai gali atrodyti kaip paprastas kasdienybės reiškinys, tačiau už jo slypi įdomi fizika, akustika ir net šiek tiek chemijos.
Daugelis mūsų yra girdėję pažįstamą garsą, kai atidaromas alus su svirtiniu uždarymu – trumpas „puf“, o iškart po to tylus „šliaužimas“. Tai gali atrodyti kaip paprastas kasdienybės reiškinys, tačiau už jo slypi įdomi fizika, akustika ir net šiek tiek chemijos.
Vokietijos mokslininkai iš Getingeno universiteto atliko neįprastą eksperimentą, kuris atskleidė, kas iš tikrųjų vyksta butelio viduje tuo akimirksniu, kai dangtelis atsiveria.
Nuo namų aludarystės iki mokslo laboratorijos
Visa tai prasidėjo nuo Maxo Kocho, mokslininko ir alaus entuziasto, kuris nusprendė nufilmuoti, kas vyksta atidarant jo paties gamintą alų. Jis pasitelkė greitaeigę kamerą ir netrukus suprato, kad tai daugiau nei tik hobis. Kartu su kolegomis jis išanalizavo gautus vaizdus, garsus ir sukūrė detalų paaiškinimą, kodėl šis procesas skleidžia būtent tokius garsus.
Kas iš tikrųjų sukelia „puf“ garsą?
Atidarius slėginį butelį su svirtiniu uždarymu, į orą išsiveržia anglies dioksidas, kuris iki tol buvo ištirpęs skystyje. Staigus slėgio pokytis sukelia garso bangą. Tačiau mokslininkai nustatė, kad tai ne viena smūginė banga, o greitas, trumpas, bet labai intensyvus virpėjimas, kuris skamba kaip „ah“. Toks garsas susiformuoja dėl staigaus temperatūros kritimo, net iki minus penkiasdešimties laipsnių ir oro bei dujų mišinio išsiplėtimo.
Paaiškėjo, kad šis garsas kyla iš stovinčios bangos, susiformuojančios butelio kaklelyje, kurioje matyti kondensacija. Ši banga svyruoja labai trumpai, tačiau pakankamai stipriai, kad būtų girdima net kelių metrų atstumu.
Kodėl atidaromas alus skleidžia„šliaužimo“ garsą?
Vos tik butelis atidaromas, prasideda intensyvus anglies dioksido burbuliavimas. Dujos skverbiasi iš skysčio į orą, ir šis procesas pakelia skysčio lygį. Be to, jei butelis tuo metu šiek tiek pasukamas ar pakratomas, skystis ima banguoti kaklelio srityje, tai sukelia papildomus garsus, kuriuos dažnai laikome „šliaužimu“.
Mokslininkai taip pat pastebėjo, kad kai užsegimo mechanizmo metalinė dalis trenkiasi į stiklinį kaklelį, ji gali išprovokuoti dar intensyvesnį burbuliavimą. Tai dažnai paaiškina staigų alaus išsiliejimą ar putojimą.
Garsumas ir fizikos iššūkiai
Nors garsas trunka vos akimirką, jo intensyvumas gali būti stulbinantis. Viduje, kaklelio srityje, jis gali būti toks stiprus, kaip reaktyvinio variklio garsas vieno metro atstumu. Laimei, dėl trumpo trukmės ir sklindančio garso krypties jis nėra pavojingas.
Mokslininkai teigia, kad vienas didžiausių iššūkių buvo paaiškinti, kodėl garsas yra tokio žemo dažnio, nors teoriškai turėtų būti aukštesnis. Kompiuterinės simuliacijos parodė akustinį šuolį, kuris realiuose eksperimentuose nebuvo užfiksuotas, todėl lieka vietos tolesniems tyrimams.
Mokslo ir gyvenimo džiaugsmas
Nors šis tyrimas buvo paremtas rimta fizika ir kompiuteriniu modeliavimu, jo pradžia buvo paprasta, tiesiog smalsumas. Pats Maxas Kochas juokavo, kad viena sunkiausių užduočių buvo ragauti namuose pagamintą alų ir tuo pačiu išlikti susikaupusiam, kad tyrimai būtų tikslūs.
Šis tyrimas primena, kad net ir kasdieniai dalykai, kaip atidaromas butelis alaus, gali slepti sudėtingus, bet žavius gamtos dėsnius. Mokslas slypi visur, net ir mūsų virtuvėje ar šaldytuve.
