Een bierflesje gaat zelden geruisloos open, maar vermoedelijk heb je nooit lang nagedacht over wat nu die specifieke plop veroorzaakt. Onderzoeker Max Koch deed dat wel en ontdekte alle ins en outs van het ‘ah’-geluid’, zoals hij het zelf omschrijft.
De wetenschapper van de Universiteit van Göttingen heeft niet geheel toevallig ook een passie voor zelfgebrouwen bier. Hij besloot een hogesnelheidscamera te zetten op een van zijn zelfgemaakte biertjes, die een specifieke dop hebben, zoals wij die vooral kennen van de Grolsch-beugels.
Toen een collega voorstelde om zijn bevindingen te publiceren, ging de Duitser het serieuzer aanpakken. Het thuisexperiment werd uitgebreid om meer te weten te komen over de akoestiek en fysica die een rol spelen bij het openploppen van een flesje.
Snel ah-geluid
Samen met andere onderzoekers ontdekte hij dat het geluid dat vrijkomt bij het openen van de beugelfles niet één enkele drukgolf is, maar eerder een heel snel ah-geluid. De video-opnames legden bovendien condensatie vast in de flessenhals die op en neer trilde in een staande golf. De opnames, samen met natuurgetrouwe geluidsopnames en simulaties van vloeistofdynamica, bevestigden dat deze golf de oorsprong is van het ah-geluid.
Een staande golf heeft op bepaalde plaatsen vaste punten, de knopen, waar de uitwijking nul is. Daartussen bereikt de golf op punten in het midden zijn hoogte- en dieptepunt.
“De frequentie van de plop is veel lager dan de resonantie als je op de volle fles blaast, zoals op een fluitje”, vertelt Koch. “Dit wordt veroorzaakt door de plotselinge uitzetting van het kooldioxide-luchtmengsel in de fles en een sterk afkoelend effect tot ongeveer -50 graden Celsius, waardoor de geluidssnelheid afneemt. Daarbij wordt een hoog aantal decibel uitgestoten. Binnen de flessenhals klinkt het net zo hard als een turbine van een vliegtuig binnen 1 meter, maar het duurt niet lang.”
Geklots in de fles
Na het openen van de fles begint het koolzuur zich in het bier te vormen waardoor het vloeistofniveau stijgt. De beweging van de fles zorgt er ook voor dat het bier gaat klotsen. De video-opnames legden deze golf binnen de flessenhals vast. Bovendien merkten de onderzoekers dat de impulsoverdracht van het deksel dat het glas raakt met zijn scherpe rand na het knallen, ook zou kunnen leiden tot het gutsen door de versterkte vorming van bubbels.
“Het was een uitdaging om de lage frequentie van het ‘ah’-geluid dat door de opening wordt uitgezonden te verklaren en een eenvoudig model te vinden om de waarden te duiden”, besluit Koch. “Eén ding dat we niet konden oplossen is dat onze numerieke simulaties een initiële sterke piek lieten zien van het geluid vóór de korte ah-resonantie, maar dat deze piek afwezig was in het experiment.”
Maar dat is misschien voer voor verder onderzoek. Koch grapt nog dat hij allang blij was dat het lukte om helder te blijven tijdens het experiment terwijl de zelfgebrouwen biertjes goed smaakten.
