Per secoli, gli scienziati hanno meditato sulle “lacrime” che si formano nei bicchieri da vino, ma finalmente credono di aver capito come succede.
di ArXiv
I lettori che ogni tanto contemplano il fondo di un bicchiere di vino avranno sicuramente familiarità con uno dei più grandi misteri dell’universo: il vino a volte risale la superficie di un bicchiere, forma delle “lacrime” e gocciola di nuovo. Come mai?
La risposta arriva, almeno in parte, dal lavoro di Yonatan Dukler e colleghi dell’Università della California, a Los Angeles.
Se mettiamo una modesta quantità di vino in un bicchiere da martini, osserviamo che si delinea uno strato sottile sulla superficie del vetro sopra il corpo principale del liquido.
Questo effetto ha attratto l’interesse di alcune delle più grandi menti della fisica. Lo scienziato americano Willard Gibbs pubblicò un saggio sull’argomento nel 1875, che si basava sul lavoro svolto 20 anni prima da James Thomson, fratello di Lord Kelvin. Thomson aveva scoperto che l’effetto si verifica perché il vino è una miscela di acqua ed etanolo, e l’acqua ha una maggiore tensione superficiale.
Il vino, inizialmente, si dispone sulla superficie del bicchiere per azione capillare, in quanto 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’alcool che svanisce più velocemente dell’acqua. Di conseguenza, lo strato diventa meno alcolico e la maggiore concentrazione di acqua porta a una tensione superficiale superiore a quella del corpo principale del vino nel bicchiere.
Questa differenza nella tensione superficiale è importante. Crea una forza che spinge il vino sulle pareti del bicchiere. Il meccanismo porta ad un flusso costante di liquido nel bicchiere, spinto dall’evaporazione dell’alcool.
Il fenomeno è noto come effetto Marangoni, dal nome del fisico italiano che lo studiò negli anni 1860.
Tuttavia, c’è un’altra forza coinvolta: la gravità, che riporta giù il liquido. Quando ciò accade, il vino forma le famose lacrime che rotolano verso il basso all’interno del bicchiere.
Il problema è perché le lacrime e non un diverso tipo di flusso. Dukler e colleghi hanno cercato di rispondere a questa domanda, utilizzando un modello teorico generale e una grande quantità di lavoro sperimentale, e avanzando infine una nuova ipotesi.
La ricerca si basa sulla teoria delle onde d’urto, che rappresentano un’anomalia che determina un netto confine nelle proprietà del liquido. Le onde d’urto generalmente viaggiano più velocemente del suono nel fluido, alla stregua di un jet supersonico. L’onda continua fino a quando l’anomalia si muove a ritmi supersonici.
Ma le onde d’urto si possono formare anche quando le anomalie non hanno questa velocità caratteristica, per esempio quando l’evaporazione provoca un flusso di fluido. Queste onde sono conosciute come shock compressivo. Dukler e colleghi hanno approfondito questo aspetto.
A loro parere, le teorie basate sul lavoro di Gibbs indicano che il vino dovrebbe dare origine a forme simili a dita mentre si sposta nel bicchiere. “Riteniamo che la formazione di lacrime di vino derivi dall’instabilità provocata da uno shock compressivo inverso”.
E i loro esperimenti sembrano confermarlo. In uno di questi, versano del vino di porto con una gradazione alcolica del 18 per cento in una coppetta da cocktail con un angolo di 65 gradi. Per facilitare le osservazioni, agitano il vino per formare un pre-rivestimento sul vetro con il fluido. Le lacrime si formano quindi facilmente.
Queste lacrime dimostrano chiaramente le proprietà delle onde previste dal modello del team. “Illustriamo per la prima volta l’esistenza di shock compressivi anomali nel contesto delle lacrime di vino”, affermano Dukler e altri. “Sosteniamo che, nel caso di un vetro pre-rivestito, le “lacrime di vino sono provocate da uno shock compressivo inverso originato dal menisco”.
Tuttavia, alcune domande rimangono senza risposta. Il modo in cui Dukler pre-riveste il vetro è importante, perché crea uno strato su cui può fluire un altro strato di fluido. L’effetto Marangoni è facile da creare in queste circostanze. Ma come si generano le lacrime su un vetro non patinato?
