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2019-10-16香檳瓶口竟可製造氣流盤 氣與顏色也隨溫度不同
454 期
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【本刊訊】許多人應該都玩過「水火箭」，如果今天把主角換成香檳，會是什麼樣的情景？近日，《科學進展》（Science Advances）一篇研究發現，開封香檳時其瓶口氣體顏色會受溫度影響，且會產生一些與火箭類似的現象！
法國翰斯大學（University of Reims Champagne-Ardenne）物理學家利桀-貝雷赫（Gérard Liger-Belair）與其研究團隊，為了解瓶溫對香檳開瓶時的羽狀霧氣（plume）有何外觀影響，以室溫20、30°C保存的香檳做觀察。結果發現，前者開瓶後飄出的氣羽呈深藍色，而後者則為灰白色。
由於瓶頸中的CO2氣體壓力幾乎是瓶外環境的七倍，只要拔掉瓶口的軟木塞，這些氣體的氣壓便會隨高度上升而下降，並將CO2轉換成乾冰的煙霧。兩者的煙霧差異來自開瓶降壓後的結晶大小：高溫組結晶較大，可散射所有波長的可見光，因此其氣羽顏色偏白；反之，低溫組結晶較小，且多散射短波長的光，才使氣羽顏色偏藍。
此外，開瓶時因氣流排出瞬間壓力超過周圍空氣五倍，且最初瓶頂壓力與環境壓力的比值，極大於混合氣體到達臨界比（critical ration）時的數值，致使瓶頸噴出膨脹不足的超音速CO2冷凍氣流，進而形成常見於噴射機或火箭高速發射時才看得到的氣流盤──馬赫盤（Mach disk），有興趣者可觀影像（https://bit. ly/2o13nwk）畫面。
下次在開香檳慶祝的同時，不妨觀察一下這神奇的馬赫盤，並欣賞這些氣羽散射的光波之美！
新聞來源
Gérard Liger-Belair, Daniel Cordier and Robert Georges, Under-expanded supersonic CO2 freezing jets during champagne cork popping, Science Advances, 2019.