科学の出発点は好奇心にある。心に湧き上がる様々な疑問に対し仮説（理論）をたてて、それを実際に検証していく。そこで思わぬ真実や発見に出会えることがある。
ドイツの科学者がアルゼンチンの酒場を訪れた時のこと、ビールにピーナッツを入れる風習を目にした。ピーナッツはビールの中で浮いたり沈んだりとダンスを踊っているような動きを見せていた。
これに興味を持った科学者は、この現象の謎を解き明かすため、検証を行った。そしてついに、その謎が明らかとなったのである。
しかもこのちょっとした物理学は、地球の地殻にあるマグマの構造や産業プロセスの物理学にも通じるものがあるのだそうだ。
【画像】 ビールに入れると浮き沈みしながら踊りだすピーナッツの謎
ドイツのルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン校のルイス・ペレイラ氏が、スペイン語の勉強でアルゼンチンの首都ブエノスアイレスを訪れた時のことだ。
この街には、ビールに10粒ほどのピーナッツを入れるという風習のようなものがあったそうだ。
奇妙な風習だなと思いつつ、彼はそれを目にして驚いた。
ビールに落ちたピーナッツは、まずはグラスの底まで沈んでいく。ピーナッツの密度がビールよりも高いのだから当たり前だ。
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ところが、それからピーナッツが浮かび上がってくるのだ。さらにピーナッツはまた沈み浮かんでくる。このピーナッツのダンスのような動きはビールの炭酸がぬけるまで繰り返されるという。
この現象に興味を持ったペレイラ氏は、ビールでダンスするピーナッツの謎の物理的なメカニズムの解明に挑んだ。
Scientists explain why peanuts 'dance' when dropped in beer
自宅にビールとピーナッツがあれば誰にでも確認することができるので実際にやってみるといい。ピーナッツがダンスを踊ってくれるはずだ。
炭酸の気泡に秘密があった
『Royal Society Open Science』（2023年6月14日付）に掲載された研究によるなら、ピーナッツの一粒一粒が「核生成部位」として機能するからだ。
核生成部位とは、物質の相が変化するとき、その始まりになるところのことだ。
例えば、お湯を沸かしていると、小さな気泡が鍋の底から出てくる。この小さな気泡がお湯が沸騰するための「核生成部位」で、この核がたくさん作られて大きくならないと、お湯は沸騰しない。
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冷凍庫に水を入れておくと、まず最初に小さな氷の結晶ができるがこれもそうだ。ここから氷がどんどんと大きくなっていく。この小さな氷の結晶が核生成部位だ。
ピーナッツの場合、氷のかわりに、その表面にたくさんの二酸化炭素の泡ができる。これが浮き輪のように働いて、ピーナッツを浮かばせる。
そしてビール表面まで浮かぶと、泡が弾けて、ピーナッツはまたもグラスの底へ沈んでいく。するとまた気泡がピーナッツを包み上に上がる。これをがビールの炭酸がなくなるまで繰り返されるのだ。
ビールの中でピーナッツが踊る科学/ image credit: Royal Society Open Science (2023). DOI: 10.1098/rsos.230376
ピーナッツを上手にダンスさせる秘訣も解明
この研究では、ピーナッツにもっと上手にダンスをさせる秘訣まで解明している。
それによると浮き輪になる泡は、ピーナッツとの「接触角」が大きい（泡がべたっとくっつくのではなく、弾かれた水滴のようになる）ほど大きくなりやすい。
だが大きくなりすぎてもダメだ。ピーナッツをダンスさせるには、泡の半径が1.3ミリ以下なのが理想的だという。
ちなみに似たような、だがもっと激しい現象として、あのメントスコーラも、メントスが核生成部位として働いた結果だったりするようだ。
科学者の好奇心が、産業や自然現象の解明へ
次回のイグノーベル賞を受賞しそうなほどおもしろい研究だが、この踊るピーナッツの科学は、産業や自然現象の解明にも役立つのだという。
例えば、ピーナッツが浮かび上がるプロセスは、鉱石から鉄などを分離するときのプロセスに似ている。
さまざまな鉱物が混ざったところに空気を注入すると、気泡が付着しやすい鉄などが浮かび上がり、そうでない鉱物は沈んでいく。これを利用すれば、上手に鉱物を選り分けることができる。
また地球の地殻の中で固まったマグマを観察してみると、意外にも上のほうに磁鉄鉱（マグネタイト）の層ができていることがあるが、これもまた同じ原理で説明できるかもしれない。
ピーナッツのように磁鉄鉱は密度が高いので、マグマの底に沈むはずだ。だが、やはりピーナッツのように接触角が大きいために、気泡がくっつきやすい。だから浮かんでいくと考えられるのだ。
なお今回の実験に使われたビールとピーナッツは、ペレイラ氏らが美味しくいただいた、かどうかはわからないが、今後もさまざまなピーナッツとビールで実験を続けていく予定であるそうだ。
というかもしかして、ビールにピーナッツを入れるとおいしくなったりもするのかな？それとも健康効果的なものがあるのかな？その辺のところも解明してほしいところだ。
References:Scientists explain why peanuts 'dance' when dropped in beer / written by hiroching / edited by / parumo
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