Tıpanın fırlaması, köpüklerin fışkırması ve flüt kadehlerin tıngırdaması dünyanın pek çok yerinde kutlama denince akla gelen şeylerden. Şampanyanın tarihi Antik Roma’ya kadar uzanıyor fakat bu içkinin modern halindeki en büyük ilerleme, 19’ncu yüzyılda Fransa’nın kuzeydoğusundaki Champagne bölgesinde yaşamış üç marifetli kadının eseri.
Şimdiyse bilim insanları, şampanyadaki küçük köpüklerin neden düz bir çizgi halinde yükseldiğini keşfederek şampanyanın köpüklü tarihinde yeni bir sayfa açıyorlar.
İki hafta önce Physical Review Fluids bülteninde yayımlanan bir makalede araştırmacılar, şampanya ve diğer köpüklü şaraplarda görülen bu sabit balon zincirlerinin, sıvıdaki içeriklerin yüzey aktif madde şeklinde adlandırılan sabun benzeri bileşenler gibi davranmasından kaynaklandığını keşfetmişler. Yüzey aktif maddelere benzeyen bu moleküller, sıvı ve gaz baloncukları arasındaki gerilimlerin azaltılmasına yardımcı oluyor ve baloncukların yukarı doğru pürüzsüz biçimde yükselmesini sağlıyor.
Yeni çalışmada bilim insanları, dört karbonatlı içecek üzerinde hem rakamsal hem de fiziksel deneyler yürüterek balon zincirlerinin durağanlığını araştırmaya karar vermişler. Akışkan mekaniği, içeceğe bağlı olarak epey farklı sonuçlar sunuyor. Örneğin şampanya ve köpüklü şarapta, küçük karıncalar gibi tek bir hat halinde bardağın sürekli üst kısmına yükseldiği görülen gaz baloncukları var ve bu hareketi bir süre devam ettiriyorlar. Bira ve maden suyunda ise baloncuklar birden kenarlara saparken, baloncuk zincirleri o kadar sabit hareket etmiyor.
Araştırma takımı, baloncuk zincirlerini gözlemlemek üzere Pellegrino maden suyu, Tecate birası, Charles de Cazanove şampanyası ve brut şeklinde adlandırılan İspanyol tarzı köpüklü bir şarabın yer aldığı birkaç bardak karbonatlı meşrubat dökmüş.
Ardından, dikdörtgen biçimli ufak pleksi kapları sıvıyla doldurmuş ve bunlara gaz pompalayarak farklı tip gaz zincirleri oluşturmuşlar. Kademeli şekilde yüzey aktif madde eklemiş ya da baloncuk boyutunu artırmışlar. Boyutu daha büyük baloncukların, yüzey aktif maddeler olmadan bile dengeli hareket ettiğini keşfetmişler. Sadece yüzey aktif madde ekleyerek sabit bir baloncuk boyutunu sürdürdüklerinde ise zincirler dengesiz halden dengeli bir hale dönmüş.
Bilim insanları, baloncuk boyutunun aslında baloncukların dengesini etkilediğini keşfetmiş. Büyük baloncuklara sahip zincirler, yabancı madde içeren baloncuklarınkine benzer bir iz takip ederek pürüzsüz şekilde yükselip dengeli zincirler meydana getirmiş.
Makalenin eş yazarı ve Brown Üniversitesinde çalışan mühendis Roberto Zenit, “Teoriye göre şampanyada yüzey aktif madde gibi davranan bu yabancı maddeler aslında iyi şeyler” diyor. “Sıvıya aroma ve özgünlük sağlayan bu protein molekülleri, oluşan baloncuk zincirlerini de durağan hale getiriyor.”
Baloncuklar içeceklerde her zaman çok küçük olduklarından, yüzey aktif maddeler şampanyada gördüğümüz düz ve sabit zincirlerin oluşumunda en önemli içeriği teşkil ediyor. Birada da yüzey aktif madde benzeri moleküller bulunurken, baloncuklar biranın çeşidine göre düz zincirler halinde yükseliyor. Maden suyu gibi karbonatlı sularda ise baloncuklar, akıntı izi boyunca baloncukların pürüzsüz şekilde hareket etmesine yardımcı olan yabancı madde içermediğinden hiçbir zaman sabit durmuyor.
“Bu çevrinti, bu sürat kaynaklı karışıklık, baloncukların etrafa dağılmasına sebep oluyor” diyor Zenit. “Baloncuklar tek bir hatta gitmek yerine daha çok koniye benzer şekilde yükseliyorlar.”
Bulgular akışkanlar mekaniğinin nasıl işlediğini, özellikle de ekonomik ve sosyal bir değeri olan kabarcıklı akışta küme oluşumunu daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. Küresel karbonatlı içecek pazarı, 2020 yılında 221,6 milyar dolarlık dudak uçuklatıcı bir değere ulaştı.
Su arıtma tesislerindeki havalandırma tankları ve şarap üretimi gibi baloncuk kaynaklı karıştırma kullanılan teknolojilerde; baloncukların nasıl kümelendiğinin, kökenlerinin ve görünümlerinin nasıl tahmin edileceğinin daha iyi anlaşıldığı araştırmalardan yararlanılabilir. Bu akıntıların anlaşılması, okyanusun dibinden metan ve karbondioksidin çıktığı okyanus sızıntılarını daha iyi açıklamaya da yardımcı olabilir.
“Bu türden bir araştırma üzerinde yıllardır çalışıyordum” diyor Zenit. “Çoğu kişi hiç okyanus sızıntısı veya bir havalandırma tankı görmemiştir fakat çoğunun bir sodası, birası veya bir bardak şampanyası olmuştur. Ana hedefimiz, insanların akışkan mekaniğinin gündelik yaşamlarında önemli olduğunu anlamasını sağlamak. Şampanya ve birayla ilgili konuşarak da bunu yapıyoruz.”
Yazar: Laura Baisas/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
