コルクの飛翔

超音速のCO2噴流 · マッハディスク · コルクの速度と温度

シャンパーニュのコルクが抜けると、その後ろのCO2は一瞬だけ超音速の噴流となって噴き出し、約1ミリ秒の間マッハディスクを形成します。1コルク自体は約15 m/sで飛び、ボトルが温かいほど速く飛び出します。1,2

超音速の噴流

閉じたボトル内のCO2圧は20 °Cで約7.5 bar、30 °Cで約10.2 barです。1気体のCO2では、ボトル内の圧力と室内の圧力の比が1.83を超えると、噴流は超音速(不足膨張)になります。2019年の研究のボトルはどちらもこれを大きく上回っていました。1

ランスでの高速度撮影がその様子を捉えました。噴流の中に生じる定在衝撃波であるマッハディスクは、コルクが離れてから約580 µs後に現れ、抜栓から約1 ms後に消えました。噴流が亜音速になったのは、20 °Cのボトルで約750 µs後、30 °Cで約920 µs後でした。1コルクはその後ろのガスよりはるかに遅く、約15 m/sです。1

冷たい霧と青いもや

噴き出したガスは非常に速く膨張するため急激に冷え、20 °Cのボトルでは約-89 °C、30 °Cのボトルでは約-95 °Cになります。1それ以前の研究では、瓶の首の部分のガスは約-76 °C(6 °Cのボトル)から-89 °C(20 °Cのボトル)と測定されています。3

この冷たさが、瓶の口の上に見える灰白色の霧を生みます。12 °Cと20 °Cのボトルでは、凍ったCO2の青いもやも瓶の首の内側に現れ、20 °Cでは抜栓から約0.8 ms後に見られました。6 °Cで保管したボトルでは一度も見られませんでした。3

コルクの速度と温度

2013年の研究は、赤外線カメラでコルクを撮影しました。この研究は10-15 m/sというコルクの速度を挙げ、約4 °Cから18 °Cまでのボトルで、ワインの温度とともに速度が上がることを見出しました。2抜栓時に噴き出すガスの量も温度とともに増えました。2放出されたエネルギーのうち、10 gのコルクを動かすのに使われたのはごく一部、約5%でした。2

目安として、10-15 m/sは時速約36-54 kmです。2

なぜ重要か

圧力もコルクの速度も温度とともに上がるので、よく冷やしたボトルのほうが穏やかに開きます。これがボトルの開け方の助言の物理的な根拠です。まず冷やし、人に向けず、コルクを手でゆっくり抜きます。コルクとミュズレそのものについてはコルクとミュズレをご覧ください。

関連項目

出典

  1. AAAS (full text read via Europe PMC, PMC6754238). Liger-Belair G., Cordier D., Georges R. Under-expanded supersonic CO2 freezing jets during champagne cork popping. Science Advances 5(9): eaav5528. DOI 10.1126/sciadv.aav5528 (2019-09)
  2. Elsevier (author PDF hosted by LMU Munich SFB 1064). Liger-Belair G., Bourget M., Cilindre C., Pron H., Polidori G. Champagne cork popping revisited through high-speed infrared imaging: the role of temperature. Journal of Food Engineering 116: 78-85. DOI 10.1016/j.jfoodeng.2012.11.006 (2013)
  3. Nature Publishing Group. Liger-Belair G., Cordier D., Honvault J., Cilindre C. Unveiling CO2 heterogeneous freezing plumes during champagne cork popping. Scientific Reports 7: 10938. DOI 10.1038/s41598-017-10702-6 (2017)

事実確認日 2026-10-19