Mathematiker-Team lüftete die letzten Rätsel des Strömungsverhaltens im irischen Nationalgetränks.
Guinness, das dunkle Bier von der grünen Insel, hat einen unvergleichlichen Geschmack. Und wer einmal auf diesen Geschmack gekommen ist, schaut gerne tiefer ins schwarze Glas. Dort gibt es diese kleinen Bläschen. Sie gaben der eingeschworenen Trinkergemeinde weltweit seit jeher Rätsel auf, und die gut geölte PR-Maschinerie der Guinness-Brauerei hat sie dankbar aufgegriffen. Die Bläschen sinken nämlich auf den Grund des Guinness-Glases, während sie bei allen anderen Bieren grundsätzlich aufsteigen.
Wie tief sinken sie wirklich?
Zunächst einmal war zu klären, ob diese Bläschen tatsächlich so tief sinken wie behauptet, schließlich war bei allen Beobachtungen Alkohol im Spiel. In einem hochwissenschaftlichen Versuch, dessen Resultate bereits vor einem Jahr, zufällig knapp vor dem irischen Nationalfeiertag, veröffentlicht wurden, konnte das Phänomen in einer Koproduktion der Universitäten Edinburgh und Stanford zweifelsfrei nachgewiesen werden: Eine Hochgeschwindigkeitskamera zeichnete in 750 Bildern pro Sekunde bei sechsfacher Vergrößerung das Treiben der Blasen auf – und siehe da, das "Guinness-Phänomen" gibt es wirklich. Gut denkbar, dass man diesen wissenschaftlichen Durchbruch mit Hilfe der übriggebliebenen Testflüssigkeit gebührend feierte.
Doch in der Wissenschaft birgt eine Lösung meist schon die nächste Frage. Warum bloß zieht es diese Blasen nach unten? Die Labortests haben ergeben, dass die köstliche Flüssigkeit im Glas Wirbel erzeugt, einen regelrechten Strom: In der Mitte schießen die Blasen nach oben, an den Rändern sinken sie wieder ab.
Kleine Bläschen aus gutem Stickstoff
Gut gezapftes Guinness wird unter hohem Druck freigesetzt, deshalb sind diese Blasen sehr klein und können leicht durcheinandergewirbelt werden. "Auch das Gas in den Bläschen ist wichtig. Helle Biere werden mit Kohlendioxid gezapft, das sich leicht im Bier auflöst. Das Gas in Guinness hingegen ist Stickstoff, dessen Bläschen sich nicht so leicht auflösen und nicht dazu neigen, größer zu werden", erläuterte ein Sprecher der "Royal Society of Chemistry" die Details des historischen Bläschenversuchs. Doch wie kommt es zu der geheimnisvollen Wirbelbewegung des Bierstroms?
Licht in dieses Dunkel brachte nun ein Mathematiker-Team der Limerick-Universität. Das prosaische Ergebnis ihrer Denkarbeit: Es liegt nicht an der Magie des Bieres, sondern an der Bauform des typischen Guinness-Glases. Es weitet sich nach oben. Deshalb nimmt die Bläschendichte zum Rand hin mit der Höhe der Biersäule ab. Dieses Ungleichgewicht erzeugt die ungewöhnliche Strömung.
Der Boycott-Effekt lässt Blasen tanzen
Aus der Sedimentationstheorie kennt man den so genannten Boycott-Effekt. Er wurde in den 20er Jahren im Zusammenhang mit der Blutsenkung entdeckt. Im Reagenzglas sedimentiert das Blut, seine festen Bestandteile setzen sich gegenüber den flüssigen ab. Der Effekt verstärkt sich, wenn man die Probe ein wenig kippt. Guinness-Bier verhält sich ähnlich: Hält man das Glas schräg, dann rasen die Bläschen regelrecht nach unten (siehe Video).
Damit konnte die Guinness-Forschung quasi die letzte größere Wissenslücke schließen. Allenfalls könnte man noch erforschen, warum der Schaum so weiß ist.
Why do bubbles in Guinness sink?
Irish Mathematicians Solve The Guinness Sinking Bubble Problem