211service.com
Matematici znovu objevili widget pro pivo
Mnoho pivařů si jistě láme hlavu nad následujícím: proč se při otevření plechovky piva tak pomalu tvoří bublinky oxidu uhličitého. Proč ne všechny najednou?
Studium tvorby bublin v sycených nápojích je relativně nová věda. Ve skutečnosti je to jen deset let, co vědci tuto záležitost vyřešili. Jedna skupina vypočítala z prvních principů rychlost, jakou oxid uhličitý uniká z roztoku do bubliny. Odpověď je pomalu. A co víc, nemůže začít bez nějakého druhu nukleačního místa.
Pak další skupina objevila, že primárními zdroji nukleace jsou kapsy plynu zachycené v celulózových vláknech v nápoji. Zprávu přivítal zvuk cinkajících sklenic po celém světě. Problém vyřešen, že?
Ne tak docela. Zatímco většina piv a ležáků je tlakována oxidem uhličitým, některá tmavá piva, jako je Guinness, jsou tlakována směsí oxidu uhličitého a dusíku.
Dělají to proto, že dusík tvoří menší bublinky, což dává nápoji hladší a krémovější pocit v ústech. Ale také výrazně mění dynamiku bublin. Otázkou je proč.
Dnes William Lee, matematik na University of Limerick v Irsku, a několik jeho kamarádů rozšiřuje teorii tvorby bublin tak, aby do směsi zahrnula dusík. Dusík samozřejmě uniká z roztoku pomaleji, což zajišťuje, že jeho bubliny jsou menší. Žádné překvapení.
Ale formulace problému Lee a spol vede k zajímavé myšlence – možnosti zcela nového typu widgetu.
Pokud nejste obeznámeni s widgety, zde je několik pozadí. Jeden problém s dusíkem stlačenými stouty prodávanými v plechovkách je ten, že otevření plechovky, odtlakování piva a nalití do sklenice nevytváří dostatek bublin k vytvoření hlavy.
V 70., 80. a 90. letech vyřešil crack tým vědců v Guinness tento problém pomocí zařízení, které se stalo známým jako widget. Ve své současné podobě je widget dutá koule s malým otvorem naplněným dusíkem a oxidem uhličitým pod tlakem.
Otevření plechovky způsobí, že plyn vytryskne do černého plechu a vytvoří mnoho milionů bublin mnohem rychleji než obvykle. Tyto bubliny pak stoupají nahoru a tvoří hlavu. Tento skvělý vynález (někteří říkají, že největší) umožňuje pijákům vychutnat si takzvaný „taught Guinness“ doma, z plechovky.
Lee a spol studovali problém vytvořením matematického modelu malé bubliny dusíku/oxidu uhličitého zachycené v celulózovém vláknu a zjistili, jak rychle poroste.
A jako odvážný krok pro matematiky dokonce potvrdili své číselné výsledky sledováním skutečných bublinek tvořících se v celulózových vláknech v kávovém filtračním papíru. Říká se, že jediné vlákno vytvoří jednu bublinu každých 1,28 sekundy.
To nezní jako dost na to, aby to nějak změnilo plechovku černého piva, která vyžaduje asi 10^8 bublinek k vytvoření hlavy. Pokud však nalití nápoje trvá 30 sekund, Lee a spol. vypočítali, že by to vyžadovalo 4,3 x 10^6 vláken, což je přibližně tolik, kolik získáte na listu kávového filtračního papíru o velikosti asi 3 cm čtvereční.
Jejich nápadem je nahradit milovaný widget listem papíru velikosti kreditní karty. Hádám, že pijákům piva nebude vadit, když nový přístup sníží cenu půllitru. Čas na seriózní testování.
Ref: arxiv.org/abs/1103.0508 : Nukleace bublin v tlustých pivech
Nyní můžete sledovat The Physics arXiv Blog na Cvrlikání