Die Gasbläschen in einem frisch gezapften Guinness scheinen entgegen den Regeln der Physik teils nach unten zu sinken. Diesem Rätsel in der Fluiddynamik haben sich in den vergangenen Jahren bereits mehrere Forscher angenommen und neben einer Zirkulation des schwarzbraunen Starkbieres im Glas beispielsweise auch die vergleichsweise winzige Blasengröße für das sonderbare Verhalten verantwortlich gemacht. Ein Team von der University of Limerick in Irland setzt die Studien nun fort und deckt mithilfe von Experimenten und Computersimulationen auf, warum die spezielle Form der typischen Biergläser entscheidend für das Phänomen ist.

Die Gasblasen aus Kohlendioxid und Stickstoff besitzen eine geringere Dichte als die umgebende Flüssigkeit und sollten deshalb allesamt aufsteigen. In früheren Arbeiten zeigten Wissenschaftler bereits, dass ein zapffrisches Guinness in einem gewöhnlichen Halbliterglas zirkuliert bis sich die Krone vollends ausgebildet hat: Nahe den Glaswänden strömt es nach unten und im Inneren nach oben. Solange die nach unten gerichtete Flüssigkeitsströmung schneller verläuft als die Aufwärtsbewegung der Gasbläschen, sinken diese in den äußeren Bereichen des Glases tatsächlich zu Boden. Die Form des Glases, argumentieren Eugene Benilov und seine Kollegen nun, habe dabei einen entscheidenden Einfluss auf das Strömungsmuster des Bieres.

Zunächst gehen die Wissenschaftler von einem idealisierten Guinness in einem perfekten Zylinder aus, in dem die Gasbläschen absolut gleichmäßig verteilt sind und gemeinsam aufsteigen – schließlich bekommen alle Stellen im Behälter stetig denselben Blasennachschub von unten. Das typische Guinness-Glas ist allerdings unten schmaler als oben. Somit müssen die vom Boden aufsteigenden Blasen nun zu den Seiten hin ein größeres Gebiet abdecken, woraufhin die Blasendichte in den Randgebieten relativ zum Innenbereich abnimmt.

Bewegen sich die Gasblasen durch das Bier, erläutern die Forscher, tritt Reibung auf. Befinden sich am Rand des Glases nun weniger Blasen als in dessen Mitte, sollten die Reibungseffekte im Innern in der Summe also größer sein. Dieses Ungleichgewicht würde das beobachtete Strömungsmuster hervorrufen, meinen Benilov und seine Kollegen. Computermodelle mit verschiedenen Glasformen bestätigen dieses Verhalten. Wenn das Glas dagegen am Boden breiter als im oberen Bereich ist, so strömt das Bier in den äußeren Bereichen aufwärts und in der Mitte nach unten. Auch praktische Versuche untermauern die These der Wissenschaftler. Dazu füllten sie Guinness in einen Zylinder, den sie dann um verschiedene Winkel neigten. Die Gasblasen bewegten sich daraufhin nahe der oben liegenden Fläche nach oben und nahe der unten liegenden Fläche nach unten.

Die Forschung an den Gasblasen könnten sogar praktischen Nutzen haben, schreiben die Forscher – etwa für das Design von Bier- und Sektgläsern, um die Schaumbildung in Stout-Bier zu fördern oder allgemein für industrielle Prozesse in denen Blasenströmungen auftreten.