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Ti sei mai chiesto perché il tuo vino sta piangendo? Dai la colpa alle onde d'urto.
Per secoli, gli scienziati hanno riflettuto sulle lacrime che si formano nei bicchieri da vino. Ora pensano di sapere come succede. 18 ottobre 2019
Mano che tiene un bicchiere di vino rosso Bocca di Bertrand | Spruzza
I lettori che occasionalmente contemplano il fondo di un bicchiere di vino conosceranno sicuramente uno dei più grandi misteri dell'universo. Questa è l'osservazione secolare che il vino a volte può risalire la superficie di un bicchiere e poi formare lacrime mentre gocciola di nuovo. Come mai?
Oggi il perplesso è risolto, almeno in parte, grazie al lavoro di Yonatan Dukler e colleghi dell'Università della California, a Los Angeles. Questi ragazzi hanno dedicato disinteressatamente la loro ricerca a questo fenomeno e dicono di aver trovato una risposta.
Iniziamo riempiendo i nostri bicchieri, una piccola quantità di vino molto alcolico in una coppa da martini. Osserva come uno strato sottile viene aspirato dalla superficie del vetro sopra il corpo principale del liquido.
Questo effetto è ben compreso, avendo comprensibilmente attratto alcune delle più grandi menti della fisica. Lo scienziato americano Willard Gibbs pubblicò un trattamento teorico completo nel 1875.
Questo era basato, almeno in parte, sul lavoro di 20 anni prima di James Thomson, il fratello di Lord Kelvin. Thomson ha scoperto che l'effetto si ottiene perché il vino è una miscela di acqua ed etanolo, con l'acqua che ha la maggiore tensione superficiale.
Il vino viene inizialmente steso sulla superficie del bicchiere per azione capillare. Ciò si verifica quando la tensione superficiale spinge la superficie di un liquido sulle pareti verticali di un contenitore di vetro.
In un bicchiere da vino, questo strato sottile inizia immediatamente ad evaporare, con l'alcol che evapora più velocemente dell'acqua. Di conseguenza, lo strato diventa meno alcolico e la maggiore concentrazione di acqua porta ad una tensione superficiale maggiore rispetto a quella del corpo principale del vino nel bicchiere.
Questa differenza di tensione superficiale è importante. Crea una forza che spinge più vino sulle pareti del bicchiere. E questo porta a un flusso costante di liquido lungo il vetro, spinto dall'evaporazione dell'alcol.
Tutto questo è ben compreso: è noto come effetto Marangoni, dal fisico italiano che lo studiò negli anni '60 dell'Ottocento.
Tuttavia, c'è un'altra forza coinvolta: la gravità, che attira nuovamente il liquido verso il basso. Quando ciò accade, il vino si forma nelle famose lacrime che scendono lungo l'interno del bicchiere.
L'enigma eccezionale è perché il vino forma lacrime che scorrono verso il basso e non un altro tipo di flusso. È questo problema che Dukler e collaboratori hanno affrontato, utilizzando un modello teorico completo e una grande quantità di lavoro sperimentale. Hanno osservato le lacrime formarsi in un modo che non era mai stato delineato prima.
Il nuovo lavoro si basa sulla teoria delle onde d'urto. Un'onda d'urto è un disturbo che forma un confine netto nelle proprietà del liquido. Le onde d'urto sono solitamente guidate da disturbi che viaggiano più velocemente del suono nel fluido, come un jet supersonico. L'onda continua finché il disturbo rimane supersonico.
Ma le onde d'urto possono formarsi quando i disturbi non sono supersonici, ad esempio quando l'evaporazione provoca il flusso del fluido. Queste onde sono note come shock di sottocompressione. È su questi che Dukler e co si concentrano.
Sottolineano che le teorie basate sul lavoro di Gibbs suggeriscono che il vino dovrebbe formare forme simili a dita mentre sale lungo il bicchiere. Sosteniamo che le vere lacrime di vino, che drenano il bicchiere, in contrasto con la ben nota instabilità diteggiatura dei frontali guidati, che viaggiano nella stessa direzione del frontale, derivino da un'instabilità di uno shock di sottocompressione inverso, dicono.
E i loro esperimenti sembrano confermarlo. Dispongono un sorso di porto con una gradazione alcolica di 18% in un bicchiere da martini con i bordi inclinati di 65%. Per facilitare le osservazioni, fanno ruotare la porta per pre-rivestire il vetro con il fluido. Le lacrime poi si formano facilmente.
Queste lacrime dimostrano chiaramente le proprietà delle onde che il modello del team prevede. Illustriamo per la prima volta l'esistenza di shock di sottocompressione non classici nel contesto di lacrime di vino, affermano Dukler e co. Sosteniamo che, nel caso di un vetro pre-rivestito, le famose 'lacrime di vino' emergano da uno shock di sottocompressione inversa originato dal menisco.
Questo è un lavoro interessante che molti lettori vorranno celebrare con alcune proprie ricerche.
Tuttavia, lascia diverse domande senza risposta. Il modo in cui Dukler e co preverniciano il vetro è importante, perché crea uno strato sopra il quale può scorrere un altro strato di fluido. L'effetto Marangoni è facile da realizzare in queste circostanze.
Ma lascia aperta la questione di come sorgano le lacrime su un vetro non rivestito.
Il che significa che c'è molto più lavoro da fare. Mettiamoci al lavoro, ciao!
Rif: arxiv.org/abs/1909.09898 : Una teoria per shock sottocompressivi in lacrime di vino