Japanischer Professor prüft 200 Dosen Guinness für das Geheimnis seiner Blasen

Warum bilden sich schöne kaskadierende Blasenmuster, wenn Sie Guinness in ein Glas gießen? Ein Assistenzprofessor an der japanischen Universität Osaka und Fan des ikonischen Stouts widmete sich dem Leeren von bis zu 200 Dosen – ausschließlich zu experimentellen Zwecken – um diesem Geheimnis auf den Grund zu gehen. Seine Erkenntnisse hat er nun vorgestellt.

Was hat es mit dem Guinness-Projekt auf sich?

Eine Gruppe unter der Leitung des 33-jährigen Fluiddynamikwissenschaftlers Tomoaki Watamura, stellte sich der Herausforderung, die Vorgänge hinter den sinkenden Blasen in einem Glas Stout zu lösen. Es handelt sich umm eine einzigartige Flüssigkeitsbewegung, die bei anderen kohlensäurehaltigen Getränken nicht zu sehen ist. Sonst steigen die Blasen normalerweise vom Boden des Glases auf.

Nach dem Testen von 400 Möglichkeiten, Gläser unter verschiedenen Bedingungen zu füllen und dabei allein bis zu 200 Dosen Guinness zu entleeren, kam das Team zu folgendem Schluss: Die schönen Blasen entstehen durch eine hervorragende Kombination der winzigen Blasen des kräftigen Bieres und der spezifischen Glasbedingungen.

Guinness-Biere enthalten Stickstoffgas, und ihre Blasen haben einen Durchmesser von etwa einem Zehntel der normalen kohlensäurehaltigen Getränke. Um den Entstehungsmechanismus der Blasen zu untersuchen, führte Watamura Simulationen mit hohlen Glasperlen durch. Sie sollten die Blasen darstellen. Er füllte bierglasähnliche Behälter mit Leitungswasser, während er die Bewegung der Perlen beobachtete.

Wenn die Innenfläche des Behälters im rechten Winkel nach oben gerichtet war, bildeten sich die sinkenden Blasenmuster nicht. Aber als die Simulation wiederholt getestet wurde, während die Innenwände des Behälters in einem leichten Winkel von 10 bis 20 Grad geneigt wurden, bildeten sich die charakteristischen Blasenmuster.

Der Inhalt des Behälters auf der Innenseite bestand aus einer Schicht mit vielen Blasen und einer anderen Schicht nur aus Flüssigkeit, wenn das Blasenmuster aufgetreten ist. Durch die Schrägstellung des Glases wurde die Anordnung begünstigt. Außerdem beobachtete er, wie die Nur-Flüssigkeits-Schicht entlang ihrer schrägen Innenfläche zum Boden des Behälters glitt.

Die Forscher stellten die Theorie auf, dass ein wellenförmiges Muster entsteht, wenn diese Flüssigkeitsschicht in festen Abständen durch die Blasen sinkt. Ein ähnliches Muster wird auch bei Regenwasser beobachtet, das die Oberfläche von Autoglas herunterfließt. Das Phänomen wird in Fluiddynamikstudien als "Rollwelle" bezeichnet.

Warum macht man diese Beobachtungen nicht bei anderen kohlensäurehaltigen Getränken?

Um herauszufinden, warum die charakteristischen Blasenströme in anderen kohlensäurehaltigen Getränken nicht vorhanden sind, führte das Team Simulationen mit einem Supercomputer durch. Es wurden rund 400 Simulationen durchgeführt, bei denen sowohl der Behälter als auch die Größe und Menge der Blasen verändert wurden. Das Wellenmuster wird bei anderen Getränken nicht ausgebildet, weil die Blasenpartikel auseinanderdriften und zu einer geringeren Dichte führen.

Die Forscher kamen schließlich zu dem Schluss, dass eine hervorragende Kombination der Kleinheit und Dichte der Blasen mit der geneigten Innenfläche des Glases eine bedeutende Rolle bei der Entstehung der Muster haben. Es gab hingegen keinen Zusammenhang zwischen den sinkenden Blasen und dem Einschenken des Bieres.

Die Ergebnisse wurden in einer britischen Fachzeitschrift für Physik veröffentlicht. Anscheinend könnten die Ergebnisse für die Entwicklung von Wasserreinigungstechnologien nützlich sein, bei denen unreine Substanzen an der Oberfläche von Blasen anhaften.

Wie kam es zu den Studien?

Watamura wurde in seiner Studentenzeit ein Guinness-Fan, nachdem er sich von den cremigen Blasen angezogen fühlte. Die Blasenmuster unterscheidet es vonn anderen Bieren, daher besuchte er sogar eine Fabrik für das Ale außerhalb Japans. 2008 stieß er auf eine Arbeit mit einer Hypothese zur Blasenmusterbildung und begann 2016 nach seiner Ernennung zum Assistenzprofessor an der Universität Osaka, diese als Forschungsthema zu verfolgen. Auch nach 200 Dosen Guinness gibt er noch zu:

"Trotzdem mag ich das Muster, das entsteht, wenn man es in ein Guinness-Glas gießt, am meisten."

Der junge Assistenzprofessor möchte noch weiter forschen. Sein Ziel ist es irgendwann die Blasenmuster in einem Glas des dunklen Ales beherrschen zu können. Wie irisches Bier doch selbst japanische Gelehrte in den Bann ziehen kann, ist wohl die eigentliche Sensation an dem Projekt.