Matematikai išrado alaus valdiklį

Daugelis alaus gėrėjų susimąstys: kodėl atidarius alaus skardinę taip lėtai susidaro anglies dvideginio burbuliukai. Kodėl ne viską iš karto?

Burbulų susidarymo gazuotuose gėrimuose tyrimas yra palyginti naujas mokslas. Tiesą sakant, praėjo tik dešimt metų, kai mokslininkai išsprendė šį klausimą. Viena grupė pagal pirmuosius principus apskaičiavo greitį, kuriuo anglies dioksidas nutekėja iš tirpalo į burbulą. Atsakymas yra lėtai. Be to, jis negali prasidėti be tam tikros branduolio susidarymo vietos.

Tada kita grupė išsiaiškino, kad pirminiai branduolių susidarymo šaltiniai yra gėrimo celiuliozės pluoštuose įstrigusios dujų kišenės. Žinia buvo sutikta visame pasaulyje skambant akinių garsui. Problema išspręsta, tiesa?

Ne visai. Nors dauguma alaus ir lagerių yra spaudžiami anglies dioksidu, kai kurie stout'ai, tamsusis alus, pavyzdžiui, Guinness, yra spaudžiami anglies dioksido ir azoto mišinio.

Jie tai daro, nes azotas sudaro mažesnius burbuliukus, todėl gėrimas tampa lygesnis ir kremesnis. Tačiau tai taip pat labai pakeičia burbulo dinamiką. Kyla klausimas kodėl.

Šiandien Limeriko universiteto Airijoje matematikas Williamas Lee ir keli draugai išplečia burbuliukų susidarymo teoriją įtraukdami į mišinį azotą. Žinoma, azotas iš tirpalo išteka lėčiau, todėl jo burbuliukai yra mažesni. Nenuostabu ten.

Tačiau Lee ir bendrai suformulavus problemą, kyla įdomi idėja – galimybė sukurti visiškai naujo tipo valdiklį.

Jei nesate susipažinę su valdikliais, pateikiame šiek tiek fono. Viena su azotu suslėgtų stoutų, parduodamų skardinėse, problema yra ta, kad atidarius skardinę, sumažinus slėgį aluje ir supylus jį į taurę, nesusidaro pakankamai burbuliukų, kad susidarytų galva.

Aštuntajame, devintajame ir devintajame dešimtmečiuose Gineso mokslininkų komanda išsprendė šią problemą naudodama įrenginį, kuris buvo žinomas kaip valdiklis. Dabartiniu pavidalu valdiklis yra tuščiaviduris rutulys su maža skylute, užpildytas slėgiu azoto ir anglies dioksido.

Atidarius skardinę, dujos prasiskverbia į storą korpusą ir susidaro daug milijonų burbuliukų daug greičiau nei įprastai. Tada šie burbuliukai pakyla į viršų ir sudaro galvą. Šis puikus išradimas (kai kurie sako, kad didžiausias) leidžia geriantiems mėgautis vadinamuoju Gineso skersvėju namuose iš skardinės.

Lee ir bendradarbiai ištyrė problemą kurdami matematinį mažo azoto / anglies dioksido burbulo, įstrigusio celiuliozės pluošte, modelį ir nustatydami, kaip greitai jis augs.

Be to, matematikai drąsiai žengia savo skaitinius rezultatus, stebėdami tikrus burbulus, besiformuojančius kavos filtravimo popieriuje esančiuose celiuliozės pluoštuose. Jie sako, kad vienas pluoštas sukuria vieną burbulą kas 1,28 sekundės.

Atrodo, kad to nepakanka, kad būtų galima ką nors pakeisti stout skardinėje, kurios galvutei suformuoti reikia 10^8 burbuliukų. Tačiau jei gėrimą išpilstyti užtrunka 30 sekundžių, Lee ir bendradarbiai apskaičiavo, kad tam reikės 4,3 x 10^6 skaidulų, maždaug tiek, kiek gauname maždaug 3 cm kvadratiniame kavos filtravimo popieriaus lape.

Taigi jų idėja – mylimą valdiklį pakeisti kreditinės kortelės dydžio popieriaus lapu. Spėju, kad alaus gėrėjai neprieštaraus, jei naujas požiūris sumažins puslitros kainą. Laikas rimtiems išbandymams.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1103.0508 : Bubble Nucleation In Stout Beers

Dabar galite sekti „The Physics arXiv“ tinklaraštį Twitter

paslėpti