Das Geheimnis des Bierschaums gelöst
Boston me - Ein Biergarten in den bayrischen Alpen. Überall, wo man hinschaut, Krüge mit prächtig stabilen Schaumkronen. 2000 Meter tiefer im Tal ist die Bierwelt anders. Die Blumen auf den Krügen fallen schon nach kurzer Zeit zusammen. Schuld ist die im Tal stärkere Schwerkraft.
Forscher der berühmten Harvard University haben die Geheimnisse der Schaumkrone untersucht. Biertrinker bevorzugen Kugelschaum - dann ist die Blume genauso frisch wie das Bier im Glas unter ihr. Wird der Schaum jedoch eckig, dann ist das Bier abgestanden. Die Begriffe beziehen sich auf die Form der Gasblasen im Schaum. Ist er frisch, dann sind die Gasblasen kugelrund; im Laufe der Zeit jedoch werden sie zunehmend eckig. Im Jargon der Physiker handelt es sich um Kugelschäume beziehungsweise um Polyederschäume (Polyeder = Vieleck). Wodurch ein Kugelschaum zum Polyederschaum wird, hängt von einer Vielzahl physikalischer Vorgänge ab. Zwei wichtige sind die Schwerkraft, die das Bier zwischen den Gasblasen nach unten zieht, und die Wanderlust der Gasmoleküle.
Um das Verhalten eines Schaums zu beschreiben, wurden die beiden Faktoren bislang unabhängig voneinander berechnet - mit mäßigem Erfolg. Eine wesentlich bessere Beschreibung liefert jetzt Howard Stone von der Harvard University. Da die Wanderlust des Gases und die Biermenge zwischen den Blasen sich gegenseitig beeinflussen, muss man beide in einer kombinierten Formel berechnen, meint der Forscher. In den "Physical Review Letters" (14. Mai) stellt Stone seine neue Theorie vor. Im Kugelschaum befindet sich so viel Bier zwischen den Blasen, dass sie sich gegenseitig nicht beeinflussen, deshalb nehmen sie Kugelform an. Je mehr Bier jedoch mit der Zeit - durch die Schwerkraft gezogen - abläuft, desto näher kommen sich die Blasen. Sie stoßen aneinander und werden kantig. Das Bier bildet jetzt nur noch ganz dünne Flüssigkeits-Lamellen zwischen den Blasen, und einzelne Gasmoleküle wandern durch die Lamellen hindurch von einer Blase in die andere, ein als Diffusion bezeichneter Prozess. Auf diese Weise vereinigen sich viele kleine Blasen zu einer großen. Im Endeffekt fällt der Schaum schließlich in sich zusammen.
Wann dieses Endstadium erreicht ist, hängt ganz wesentlich von einer dritten Einflussgröße ab, von natürlichen Weichmachern im Bier. Diese Zucker-Fett-Moleküle wirken wie ein Geschirrspülmittel: Sie setzen die Oberflächenspannung im Flüssigkeitsfilm der Blasen herab und werden von Chemikern als Tenside bezeichnet. Ohne solche Tenside kann überhaupt kein Schaum entstehen. Das heißt, reines destilliertes Wasser bleibt immer schaumfrei, so viel es auch geschüttelt wird. Aber schon ein einziger Tropfen Geschirrspülmittel genügt, um das Abwaschwasser kräftig schäumen zu lassen, wie jede Hausfrau weiß. Nicht nur auf dem Bier spielt Schaum eine Rolle, sondern bei vielen technischen Anwendungen. Am bekanntesten ist der Einsatz von Schaum bei der Brandbekämpfung. Doch auch zur Dämpfung von Explosionen könnte sich Schaum eignen.
Boston me - Ein Biergarten in den bayrischen Alpen. Überall, wo man hinschaut, Krüge mit prächtig stabilen Schaumkronen. 2000 Meter tiefer im Tal ist die Bierwelt anders. Die Blumen auf den Krügen fallen schon nach kurzer Zeit zusammen. Schuld ist die im Tal stärkere Schwerkraft.
Forscher der berühmten Harvard University haben die Geheimnisse der Schaumkrone untersucht. Biertrinker bevorzugen Kugelschaum - dann ist die Blume genauso frisch wie das Bier im Glas unter ihr. Wird der Schaum jedoch eckig, dann ist das Bier abgestanden. Die Begriffe beziehen sich auf die Form der Gasblasen im Schaum. Ist er frisch, dann sind die Gasblasen kugelrund; im Laufe der Zeit jedoch werden sie zunehmend eckig. Im Jargon der Physiker handelt es sich um Kugelschäume beziehungsweise um Polyederschäume (Polyeder = Vieleck). Wodurch ein Kugelschaum zum Polyederschaum wird, hängt von einer Vielzahl physikalischer Vorgänge ab. Zwei wichtige sind die Schwerkraft, die das Bier zwischen den Gasblasen nach unten zieht, und die Wanderlust der Gasmoleküle.
Um das Verhalten eines Schaums zu beschreiben, wurden die beiden Faktoren bislang unabhängig voneinander berechnet - mit mäßigem Erfolg. Eine wesentlich bessere Beschreibung liefert jetzt Howard Stone von der Harvard University. Da die Wanderlust des Gases und die Biermenge zwischen den Blasen sich gegenseitig beeinflussen, muss man beide in einer kombinierten Formel berechnen, meint der Forscher. In den "Physical Review Letters" (14. Mai) stellt Stone seine neue Theorie vor. Im Kugelschaum befindet sich so viel Bier zwischen den Blasen, dass sie sich gegenseitig nicht beeinflussen, deshalb nehmen sie Kugelform an. Je mehr Bier jedoch mit der Zeit - durch die Schwerkraft gezogen - abläuft, desto näher kommen sich die Blasen. Sie stoßen aneinander und werden kantig. Das Bier bildet jetzt nur noch ganz dünne Flüssigkeits-Lamellen zwischen den Blasen, und einzelne Gasmoleküle wandern durch die Lamellen hindurch von einer Blase in die andere, ein als Diffusion bezeichneter Prozess. Auf diese Weise vereinigen sich viele kleine Blasen zu einer großen. Im Endeffekt fällt der Schaum schließlich in sich zusammen.
Wann dieses Endstadium erreicht ist, hängt ganz wesentlich von einer dritten Einflussgröße ab, von natürlichen Weichmachern im Bier. Diese Zucker-Fett-Moleküle wirken wie ein Geschirrspülmittel: Sie setzen die Oberflächenspannung im Flüssigkeitsfilm der Blasen herab und werden von Chemikern als Tenside bezeichnet. Ohne solche Tenside kann überhaupt kein Schaum entstehen. Das heißt, reines destilliertes Wasser bleibt immer schaumfrei, so viel es auch geschüttelt wird. Aber schon ein einziger Tropfen Geschirrspülmittel genügt, um das Abwaschwasser kräftig schäumen zu lassen, wie jede Hausfrau weiß. Nicht nur auf dem Bier spielt Schaum eine Rolle, sondern bei vielen technischen Anwendungen. Am bekanntesten ist der Einsatz von Schaum bei der Brandbekämpfung. Doch auch zur Dämpfung von Explosionen könnte sich Schaum eignen.
