Wetenschappers ontkurkten een champagnefles bij 20 graden Celsius en filmden een bijzonder fenomeen: een prachtige blauwe pluim.

Champagne drink je koud, dat weet iedereen. Maar mocht je de fles toevallig op kamertemperatuur hebben laten staan deze zomer, dan word je bij het ontkurken getrakteerd op een prachtig natuurkundig fenomeen. Als je tenminste een super-hogesnelheidscamera bij de hand hebt. En dat had een team natuurkundigen van de Université de Reims Champagne-Ardenne.

Wolk koolstofdioxidedruppeltjes

De onderzoekers ontkurkten flessen champagne die waren bewaard bij 6, 12 en 20 graden Celsius. De flessen van 6 en 12 graden gaven, zoals verwacht, de bekende grijs-witte mist. Dit is het gevolg van adiabatische expansie. Hierbij zet het koolstofdioxidegas uit de fles (waar het onder hoge druk zit) na het vrijkomen razendsnel uit.

Maar omdat het volume minder snel toeneemt dan de druk afneemt, is de druk nog altijd erg hoog. Dat maakt dat de moleculen dichter op elkaar gaan zitten. De temperatuur gaat daarbij omlaag. Het gevolg is dat het koolstofdioxidegas condenseert. Wat je ziet als je een fles champagne ontkurkt is dus eigenlijk een wolk koolstofdioxidedruppeltjes.

Wolk droogijsdeeltjes

Bij flessen van 20 graden Celsius gebeurt er iets anders, ontdekten de onderzoekers. De bekende grijs-witte wolk was nergens te bekennen. In plaats daarvan toonden de camerabeelden een mooie blauwe pluim die al begint in de flessenhals. Omdat het fenomeen maar 2 tot 3 duizendste van een seconde duurt, is het niet zichtbaar met het blote oog.

De wolk uit champagneflessen kort na openen. a. Fles van 6 graden Celsius. b. Fles van 12 graden Celsius. c. Fles van 20 graden Celsius.

De verklaring van de blauwe wolk ligt volgens de onderzoekers in de enorme druk (8 bar) waaronder het koolstofdioxidegas in zo’n fles van 20 graden zich bevindt (de moleculen bewegen sneller dan bij 6 en 12 graden). Door de hogere druk in de fles zal ook de druk kort na ontkurking hoger zijn dan de flessen van een lagere temperatuur. Dat geeft een grotere temperatuurdaling tijdens de adiabatische expansie. De temperatuur haalt in een split second zelfs -90 graden Celsius, wat net onder het vriespunt van koolstofdioxide ligt. Dit betekent dat het gas bevriest: er ontstaan droogijsdeeltjes.

Zo blauw als de lucht

Die droogijsdeeltjes absorberen, net als luchtmoleculen, uit zonlicht alle kleuren behalve blauw (dat de kortste golflengte heeft). Het blauwe licht wordt verstrooid en belandt in onze ogen (of de camera, in dit geval), waardoor de ontstane pluim net als de lucht blauw gekleurd lijkt te zijn.

Volgens het onderzoeksteam heeft de ontdekking geen gevolgen voor de manier waarop we champagne maken of drinken. Het is simpelweg een mooi experiment van een bekend product dat een bijzonder natuurkundig fenomeen demonstreert.

Bronnen: Scientific Reports, AFP

Beeld: Equipe Effervescence, Champagne et Applications / URCA

Lees ook: 

• Waarom lijkt dure wijn zo lekker te smaken?
• Studie laat zien hoe je champagne moet inschenken
• 170 jaar oude champagne uit scheepswrak geproefd

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!