Wer Champagnerkorken knallen lässt, kann Zeuge eines verblüffenden Farbenspiels werden. Denn für einen kurzen Augenblick nach dem Plopp bildet sich ein weissgrauer Nebel über der Flaschenöffnung oder gar ein blauer Nebel im Flaschenhals. Die Ursache dafür entschlüsselten nun französische Wissenschafter aus Reims, der Hauptstadt der Champagne. Ihre Analyse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift «Scientific Reports», offenbart, dass abhängig von der Flaschentemperatur mal Wassertröpfchen zu Eis und mal Kohlendioxid zu Trockeneis gefrieren.

«Fast jeder hat schon mal eine Sektflasche geöffnet. Doch wer weiss schon, wie viel Wissenschaft in diesem simplen Vorgang steckt?», sagt Gérard Liger-Belair von der Universität Reims. Nach zahlreichen Studien, etwa zur Bläschenbildung oder zur Beschleunigung fliegender Champagnerkorken, widmete sich seine Arbeitsgruppe nun den Schwaden, die sich für Millisekunden nach dem Öffnen um den Flaschenhals bilden. Mit Aufnahmen einer Hochgeschwindigkeitskamera und Temperatursensoren enthüllten die Forscher eine komplexe Wechselwirkung zwischen dem Gasgemisch und den herrschenden Drücken und Temperaturen.

Sausten die Korken aus auf sechs Grad heruntergekühlten Champagnerflaschen, bildete sich ein grauweisser Nebel über der Öffnung. Verantwortlich dafür war die starke Abkühlung des Gasgemischs aus Luft, Wasserdampf und Kohlendioxid auf etwa minus 78 Grad Celsius, die beim plötzlichen Druckabfall beim Entweichen des Korkens auftrat. Diese Kühlung durch die sogenannte adiabatische Expansion liess Wassertröpfchen zu kleinen Eiskristallen gefrieren. Diese streuten diffus das einfallende Licht, sodass weissgraue Schwaden sichtbar wurden.

Trockeneis wirkt blau

Poppten die Korken jedoch aus 20 Grad warmen Flaschen, konnten die Forscher dagegen blaue Schwaden im Flaschenhals beobachten. Die Ursache: In der warmen Flasche herrschte mit 7,5 bar ein deutlich höherer Ausgangsdruck des eingeschlossenen Kohlendioxids als in der stark gekühlten Flasche, die es nur auf 4,5 bar brachte. Da nun aber ein höherer Druck beim Öffnen plötzlich auf Normaldruck der Umgebung absackte, war auch der Kühleffekt über die adiabatische Expansion grösser. Das Gasgemisch kühlte sich auf minus 90 Grad Celsius ab. Das war nun kalt genug, um das Kohlendioxid im Flaschenhals zu Trockeneis gefrieren zu lassen. Da die Trockeneiskristalle sehr klein waren, streuten sie bevorzugt den blauen Anteil im Lichtspektrum und blaue Schwaden wurden sichtbar.

Nun mochte es überraschen, dass trotz der tieferen Temperaturen nach dem Öffnen der warmen Flasche gar kein Wasserdampf über dem Flaschenhals gefrieren konnte. Das begründeten die Champagner-Forscher damit, dass das Kohlendioxid den Grossteil der Kälte bereits für die Bildung von Trockeneis aufgenommen hatte und es oberhalb der Flaschenöffnung schlicht nicht mehr kalt genug für das Gefrieren von Wasser war. Doch bei auf zwölf Grad gekühlten Flaschen liessen sich jeweils weniger stark ausgeprägt beide Phänomene – weissgraue und blaue Schwaden – beobachten. In weiteren Studien will sich Gérard Liger-Belair stärker den Bedingungen der idealen Verkostung von Champagner widmen. «Aktuell arbeiten wir intensiv mit Glasbläsern und Sommeliers zusammen, um besser zu verstehen, wie die Form eines Glases den Geschmack beeinflussen könnte», sagt er. (wa)