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Trockeneis

Blaue Wölkchen im Champagner

Französische Forscher haben im Labor die Champagnerkorken knallen lassen - und ihr blaues Wunder erlebt: Bei warmen Flaschen stellt sich ein unerwartetes Phänomen ein.
Blaue Wolke aus CO2

Wer seine Sektflasche nicht – wie von Kennern empfohlen – mit sanftem Zischen öffnet, sondern den Korken knallen lässt, kann ein kleines weißes Wölkchen am Flaschenhals beobachten. Ein Zeichen dafür, dass das Getränk gut gekühlt war. Denn etwas ganz anderes geschieht, wenn die Flasche – wovon Kenner abraten – nur Zimmertemperatur hat: Dann ist das Wölkchen nicht weiß, sondern blau, wie französische Forscher nun beobachten. Und auch die Erklärung für das seltsame Phänomen liefern sie gleich mit.

Das Team um Champagnerforscher Gérard Liger-Belair von der Université de Reims Champagne-Ardenne nahm auf 6, 12 und 20 Grad Celsius temperierte Flaschen und ließ die Korken knallen. Währenddessen filmten die Forscher das Geschehen mit Hochgeschwindigkeitskameras.

Beim abrupten Öffnen einer Sektflasche entstehen extreme Bedingungen im Flaschenhals. Wegen des plötzlichen Druckabfalls dehnt sich das Kohlendioxidgas zwischen Korken und Getränk schlagartig aus und kühlt dabei auf unter minus 70 Grad ab. Wie Liger-Belair und Kollegen herausfanden, entströmt das eiskalte Gas der Flasche und lässt die Feuchtigkeit der Umgebungsluft kondensieren – der typische feine Nebel wird sichtbar. Er besteht also nicht aus dem austretenden Kohlendioxid, wie von einigen angenommen, sondern aus Wasser. Zudem bildet er sich, da eine geschlossene Sektflasche kaum Wasserdampf enthält, ausschließlich außerhalb des Halses. Durch Mie-Streuung erscheint er gräulich-weiß.

6, 12 und 20 Grad warmer Champagner
6, 12 und 20 Grad warmer Champagner | Bei 20 Grad warmem Champagner bildet sich im Innern der Flasche eine Wolke aus gefrorenem CO2. Die Einzelbilder wurden mit 400 Mikrosekunden Abstand aufgenommen.

Knallt der Korken hingegen aus einer zimmerwarmen Flasche, ändern sich Druck- und Temperaturverhältnisse noch dramatischer, berechneten die Forscher. Auf Grund der Wärme ist der Teildruck des Kohlendioxids im geschlossenen Flaschenhals fast doppelt so hoch, er liegt bei rund sieben bis acht Bar. Die Entspannung kühlt das Gas darum schlagartig auf bis zu minus 90 Grad ab. Nun reichen die Bedingungen aus, um auch das Kohlendioxid kondensieren zu lassen. Der Dampf bildet sich allerdings nicht direkt, sondern mit Hilfe feinster Wassertröpfchen, die als Kondensationskeime wirken. Für deren Entstehung genügen die geringen Wasserdampfmengen, die in der Flasche eingeschlossen waren. Die Tröpfchen in der CO2-Wolke sind dennoch so klein, dass sie durch Rayleigh-Streuung blau wirken, erläutern die Wissenschaftler in "Scientific Reports".

Den blauen Dunst beobachteten sie sowohl bei der 12 Grad wie bei der 20 Grad warmen Flasche, doch nur bei der wärmeren blieb gleichzeitig der weiße Nebel aus. Hierfür hat das Team ebenfalls eine Erklärung: Seinen Berechnungen zufolge kann die Kondensation des CO2 dem Vorgang so viel Energie entziehen, dass nicht mehr genügend zur Abkühlung der Umgebungsluft zur Verfügung steht. Bei der 12 Grad warmen Flasche tritt der blaue Dunst später und auch schwächer ausgeprägt auf, so dass beide Phänomene gleichzeitig zu beobachten sind.

Wer das blaue Wölkchen sehen will, sollte wie die Forscher zu einer Klarglasflasche greifen. Ein traditionell flaschengereifter Edel-Champagner, wie ihn Liger-Belair und Kollegen verwendeten, muss es aber wohl nicht sein.

37/2017

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 37/2017

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