本报讯 自酿啤酒爱好者、德国哥廷根大学的Max Koch决定开展一项有趣的实验：用高速摄像机捕捉打开一瓶自制啤酒时发生的现象。当同事建议将研究结果投给《流体物理学》后，Koch决定扩展这项家庭实验，深入研究其中新颖的声学与物理学机制。
研究人员发现，打开加压酒瓶瓶盖时发出的声音并非单一冲击波，而是一个极为短促的“啊”声。高速摄像机捕捉到瓶颈内部出现了以驻波形式上下振动的凝结物。结合高保真音频记录和计算流体动力学模拟，他们证实，这种波动正是“啊”声的源头。
“这是由于瓶中二氧化碳和空气的混合物突然膨胀，以及零下50摄氏度左右的强烈冷却作用，降低了声速。它发出的声音分贝很高——在瓶颈内部，相当于1米内的飞机涡轮噪声水平，甚至更大，但不会持续太久。”Koch说。
打开瓶盖后，二氧化碳开始在啤酒内部溶解，引起液面上升。此外，瓶体的晃动也会引发液体波动，研究团队用高速摄像机捕捉到瓶颈内的这种波动。他们还观察到，瓶盖弹出时撞击玻璃瓶产生的动量转移也可能随着气泡形成引发喷涌现象。
“如何解释开瓶时发出的低频‘啊’声，并找到一个简单模型来解释这种现象，是我们面临的主要挑战。”Koch表示，“目前尚未解决的一个问题是，数值模拟显示，声学发射存在一个初始强峰值，之后才是短暂的‘啊’声共振，但这个峰值在实验中并未观测到。”
Koch打趣说，除了模拟计算的难题外，另一个巨大挑战是“在实验过程中喝完啤酒并保持头脑清醒”。这项将日常生活现象与前沿物理研究结合在一起的工作，生动展示了科学探索无处不在的魅力。
相关研究结果3月18日发表于《流体物理学》。（李木子）
相关论文信息：
10.1063/5.0248739
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