Fyzika peny

Ľahká a nadýchaná pena je skutočne vážna vec. Na zabezpečenie toho, aby pivo čapované z plechovky malo predpovedateľnú trvajúcu penovú čapicu, výrobca piva Guinness vyvinul Widget, teda plastový krúžok, ktorý uvoľňuje do piva dusík, za čo získal v 1991 kráľovskú cenu za technologický pokrok. Spoločnosť Coca-Cola zasa našla spôsob, ako vytvoriť prchavejšiu penu zo sifónov. A po celý čas sa fyzici hnali za teóriou, ktorá by vysvetľovala správanie peny. Howard Stone a kolegovia z univerzity Harvardu opísali pravdepodobnú teóriu v časopise Physical Review Letter.

Skutočným kumštom pri pochopení peny bolo prísť na to, ako sa pena postupom času mení. Vedci vedeli, že sa odohrávajú dva rozdielne procesy. Prvý, pena sa stáva drsnou – čo jednoducho znamená, že jej bublinky sa zväčšujú a druhý, tekutina v pene odteká či okvapkáva. Čo vedci nevedeli, bolo to, ako sa tieto dva procesy navzájom ovplyvňujú. Stone s kolegami preto vyvinuli počítačové simulácie, a potom ich porovnávali so skutočným priebehom pri dvoch typoch pien. V jednej zmesi vedci použili plyn CO2 a v druhej C2F6, ktorý sa rozširuje z bublinky na bublinku menej ľahko.

Podľa očakávania zistili, že sa odvodňovanie pri druhej pene vyskytovalo desaťkrát pomalšie ako v prvom type, pretože plyn C2F6 eliminoval hrubnutie či zdrsňovanie. Ale zatiaľ čo pridanie viac tekutiny do C2F6 peny spôsobilo, že odkvapkávala rýchlejšie, pre CO2 penu to neplatilo. Keď sa vedci vrátili k svojmu modelu, dospeli k záveru, že dodanie tekutiny inhibuje hrubnutie CO2 peny, pretože plyn potom ťažšie difunduje. Napokon vedci porovnali model s údajmi, čím poskytli prvú demonštráciu toho, ako hrubnutie peny ovplyvňuje jej stekanie.

(kab)