বড় করা / শ্যাম্পেনের ঝকঝকে স্বাদের পিছনের পদার্থবিদ্যা আশ্চর্যজনকভাবে জটিল, এর স্বতন্ত্র কর্কশ শব্দের উৎস সহ।

জন বাকলেল / EMPICS / PA / Getty Images

আমাদের পথে আসা প্রতিটি বিস্ময়কর বৈজ্ঞানিক গল্প সম্পর্কে লিখতে আমাদের খুব কমই সময় থাকে। তাই, এই বছর, আমরা আবারও একটি বিশেষ বারো-দিনের ক্রিসমাস সিরিজ প্রকাশ করছি যাতে 2020 সালের 25 ডিসেম্বর থেকে 5 জানুয়ারী এর মধ্যে প্রতিদিন ফাটল হওয়া একটি বিজ্ঞানের গল্প হাইলাইট করা হয়। আজ: গবেষকরা একটি বিশেষ শারীরিক প্রক্রিয়া আবিষ্কার করেছেন। ছোট বুদবুদের বিস্ফোরণের সাথে শ্যাম্পেনের স্বতন্ত্র ক্র্যাকলিংকে যুক্ত করে।

তাজা পরিবেশিত শ্যাম্পেনের গ্লাসের স্বতন্ত্র কর্কশ শব্দ এবং হিস হিস শব্দের মতো কিছুই নেই। বুদবুদের বিস্ফোরণ এই শব্দ উৎপন্ন করে, কিন্তু সঠিক শারীরিক প্রক্রিয়া স্পষ্ট নয়। এইভাবে, ফ্রান্সের প্যারিসের সোরবোন বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞানীরা বিস্ফোরক বুদবুদের তরল গতিবিদ্যা এবং কর্কশ গ্যাসের শব্দের মধ্যে সম্পর্ক অধ্যয়ন করার সিদ্ধান্ত নেন। তারা তাদের কাজ করে a নিবন্ধটি প্রকাশিত হয়েছিল জানুয়ারিতে ফিজিক্যাল রিভিউ ফ্লুইডস ম্যাগাজিনে।

যেমন পূর্বে রিপোর্ট করা হয়েছে, স্পার্কলিং ওয়াইনের প্রথম উল্লেখ ফ্রান্সের ল্যাঙ্গুয়েডক-এ 1535 সালের দিকে। ক্লাসিক ব্র্যান্ড ডম পেরিগনন একটি থেকে এর নাম পেয়েছে 17ভিতরে– শতাব্দীর সন্ন্যাসী তারা বিস্ফোরিত, তার চাচীর ওয়াইন গ্লাস মধ্যে বুদবুদ পরিত্রাণ পেতে চেষ্টা, যাতে চাপ এত বৃদ্ধি না. একটি কিংবদন্তি আছে এই ঝকঝকে ওয়াইন চুমুক দেওয়ার পরে, সন্ন্যাসী বুঝতে পেরেছিলেন যে বুদবুদগুলি এতটা খারাপ হতে পারে না এবং বললেন, “ভাইরা, তাড়াতাড়ি আসুন, আমি তারা পান করি!”

18 শতকে, ব্রিটিশ রসায়নবিদ জোসেফ প্রিস্টলি লিডসের একটি মদ কারখানার কাছে থাকার সময় কৃত্রিম কার্বনেশন প্রক্রিয়া আবিষ্কার করেছিলেন। একজন বিজ্ঞানী হিসাবে, তিনি CO এর সাথে পরীক্ষা শুরু করেন2 মদ্যপান দ্বারা ব্যবহৃত এবং পাওয়া গেছে যে গাঁজন পানীয় উপর স্থাপন করা জলের বোতল প্রাকৃতিক খনিজ জলের মত স্বাদ সামান্য অম্লীয়. তিনি কৃত্রিম কার্বনেশন সম্পর্কে তার 1772 গ্রন্থে সহজ নির্দেশাবলী অন্তর্ভুক্ত করেছেন। ধ্রুবক বায়ু সঙ্গে জল শোষণ.

জেরার্ড লিগার-বেলেয়ার রিমস বিশ্ববিদ্যালয়ে তার গবেষণাগারে শ্যাম্পেন অধ্যয়ন করেন।
বড় করা / জেরার্ড লিগার-বেলেয়ার রিমস বিশ্ববিদ্যালয়ে তার গবেষণাগারে শ্যাম্পেন অধ্যয়ন করেন।

ফ্রাঙ্কোইস নাসিমবেন/এএফপিআই/গেটি ইমেজ

কার্বনেশন a বিশেষ করে আকর্ষণীয় বিষয় তরল গতিবিদ্যার নিম্ন এলাকার মধ্যে। উদাহরণস্বরূপ, ক 2018 নিবন্ধ ফিজিক্স টুডে রিপোর্ট করে যে কার্বনেশন আমাদের গভীর মস্তিষ্কে একই ব্যথা রিসেপ্টর সক্রিয় করে যা আমরা যখন মশলাদার খাবার খাই তখন সক্রিয় হয়। অন্যান্য বিনোদনমূলক তথ্য পাওয়া গেছে শ্যাম্পেন বিজ্ঞান বছর যেতে না যেতে: যখন শ্যাম্পেনের বুদবুদগুলি বিস্ফোরিত হয়, তখন তারা ফোঁটা তৈরি করে যা সুগন্ধযুক্ত যৌগগুলি নির্গত করে যা স্বাদ বাড়ায় বলে বিশ্বাস করা হয়।

এছাড়াও, বুদবুদের আকার সত্যিই একটি ভাল গ্লাস শ্যাম্পেনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বৃহত্তর বুদবুদগুলি কাচের উপরে বাতাসে অ্যারোসলের মুক্তি বাড়ায় – পৃষ্ঠে 1.7 মিমি প্রস্থের বুদবুদ। এবং শ্যাম্পেন মধ্যে sparkles বিশেষ অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সিতে “রিং”, তাদের আকারের উপর নির্ভর করে। এইভাবে, বুদবুদগুলির আকারের বন্টন “শুনতে” সম্ভব যখন তারা শ্যাম্পেনের গ্লাসে পৃষ্ঠে ওঠে।

শেষ নিবন্ধের লেখকদের মতে, আজ অবধি, এটিই একমাত্র অধ্যয়ন যা বিশেষভাবে শ্যাম্পেনের অ্যাকোস্টিক নির্গমন (ক্র্যাকলিং এবং হিসিং) অধ্যয়ন করে। তবে এর আগে দুটি গবেষণা ছিল 1992 এবং 2013 আরও সাধারণভাবে, জলের পৃষ্ঠে পড়া বুদবুদগুলির শাব্দিক নির্গমনের উপর ফোকাস করে, এটি প্রকাশ করে যে ক্ষুদ্রতম বুদবুদগুলি আরও বেশি ঝিঁঝিঁ পোকা নির্গত করে।

শ্যাম্পেনের বিস্ফোরণ কাচের দেয়ালে বুদবুদের নিউক্লিয়েশনের কারণে ঘটে। নিউক্লিয়েশন সাইটগুলি থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে গেলে, বুদবুদগুলি তরলের পৃষ্ঠে উঠার সাথে সাথে বাড়তে শুরু করে, বিস্ফোরিত হয় এবং পৃষ্ঠের উপর ভেঙে পড়ে। এটি সাধারণত কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ঘটে এবং বুদবুদ ভেঙে গেলে একটি ভিন্ন ক্লিকিং শব্দ উৎপন্ন হয়।

শ্যাম্পেনের চারিত্রিক গুনগুন শব্দ হল তরলের পৃষ্ঠে বুদবুদ স্থির হওয়ার ফলে।
বড় করা / শ্যাম্পেনের চারিত্রিক গুনগুন শব্দ হল তরলের পৃষ্ঠে বুদবুদ স্থির হওয়ার ফলে।

জেরার্ড লিগার-বেলেয়ার

ফরাসি পদার্থবিদরা তাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য ট্যাপের জলযুক্ত একটি কাচের ট্যাঙ্ক এবং একটি জল/সারফ্যাক্ট্যান্ট দ্রবণযুক্ত একটি ট্যাঙ্ক ব্যবহার করেছিলেন, কারণ শ্যাম্পেনেও অল্প পরিমাণে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট অণু থাকে। তারা একটি বায়ু ভর্তি সিরিঞ্জ পাম্পের সাথে সংযুক্ত ডুবো সূঁচ ব্যবহার করে ট্যাঙ্কগুলিতে বায়ু বুদবুদগুলিকে ইনজেকশন দেয়। বুদবুদগুলি পৃষ্ঠে উঠে আসে এবং বিস্ফোরণের আগে অল্প সময়ের জন্য ফিল্টার করে। এই সমস্ত দুটি ডিজিটাল হাই-স্পিড ক্যামেরা দিয়ে ভিডিও টেপ করা হয়েছিল, এবং তরল পৃষ্ঠের ঠিক উপরে রাখা একটি মাইক্রোফোন দ্বারা অ্যাকোস্টিক নির্গমন (শব্দ) রেকর্ড করা হয়েছিল। অবশেষে, অ্যাকোস্টিক ডেটা পরিবেষ্টিত শব্দ দূর করতে ফিল্টার করা হয়েছিল।

ক্যাথরিন রাইটের মতো তিনি এপিএস পদার্থবিজ্ঞানে লিখেছেন:

ডেটা বিশ্লেষণ করে, পিয়ের এবং সহকর্মীরা যেমন আশা করেছিলেন, শব্দটি বুদবুদ ফেটে যাওয়ার সাথে মিলে গেছে। বুদবুদটি পৃষ্ঠের কাছে আসার সাথে সাথে ভিতরে গ্যাসের চাপ বৃদ্ধি পায়। বুদবুদ ফেটে গেলে এই চাপ হিংস্রভাবে মুক্তি পায়।

যাইহোক, বুদ্বুদ অবিলম্বে অদৃশ্য হয় না। বুদবুদের এখনও নিমজ্জিত অংশ তরল-গ্যাস ইন্টারফেসের শাব্দিক কম্পন সৃষ্টি করে। এই কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি বুদবুদের গ্যাসের আয়তন এবং বুদবুদের গর্তের ব্যাসের উপর নির্ভর করে। ফলস্বরূপ, ফেটে যাওয়ার সাথে সাথে বুদবুদটি সঙ্কুচিত হয়, কম্পাঙ্ক পরিবর্তিত হয়, বুদবুদ মারা না যাওয়া পর্যন্ত উচ্চতা বৃদ্ধি পায়। ছোট মাইক্রোমিটার শ্যাম্পেন বুদবুদের জন্য, লোকেরা কেবল বিরতির শুরুতে শুনতে পারে এবং বড় মিলিমিটার বুদবুদের জন্য, তারা পুরো বিস্ফোরণ শুনতে পারে।

এই প্রক্রিয়াটি পৃষ্ঠের নীচের বুদবুদগুলি কীভাবে শব্দ নির্গত করে তার থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা, এবং দলটি মনে করে যে শাব্দ স্বাক্ষরের অনুসন্ধান অন্যান্য হাইড্রোডাইনামিক ইভেন্টগুলিতে আলোকপাত করতে পারে যা প্রচলিত ইমেজিং কৌশলগুলিকে এড়িয়ে যায়। “আমরা এতে বিশ্বাস করি [our] ডিজিটাল অ্যানিমেটেড ফিল্ম থেকে কৃত্রিম শাব্দ সংকেত সংশ্লেষ করতে পরিমাণগত ইমেজিং ব্যবহার করা যেতে পারে।” “আরো সাধারণভাবে, এই কাজটি গুরুতর হাইড্রোডাইনামিক ইভেন্টগুলির শাব্দিক স্বাক্ষর বোঝার দিকে একটি পদক্ষেপ, এবং এটি আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাতের উপর পূর্ববর্তী গবেষণায় যোগ করে … তরঙ্গ ভাঙা এবং সাবানের বুদবুদগুলি ফেটে যায়।”

DOI: ফিজিক্যাল ভিউ ফ্লুইডস, 2021। 10.1103 / PhysRevFluids.6.013604 (DOI সম্পর্কে)।