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反重力成功?科学家成功让液体悬浮,小船在下表面倒立前进

 徐德文科学频道 2020-09-04
看过电影《加勒比海盗》的朋友一定对一个镜头印象深刻,在一个名叫世界尽头的地方,黑珍珠号帆船被翻转过来,倒立在海面下,才能在某种神秘力量的作用下翻转过去,回到正常世界。
虽然现在看来这是一个非常小儿科,脑洞打铁的设定,不过你还别说,科学家们在现实世界中真的实现了这种翻转,让模型帆船倒立悬浮在液体下表面,而且可以正常“开船”,就像小船获得了某种神秘的“反重力”。
这项研究来自巴黎高等物理化工学院和奥克兰大学的团队,主持这项研究的是物理学家伊曼纽尔·福特(Emmanuel Fort)和程师弗拉迪斯拉夫·索罗金(Vladislav Sorokin)。
此前的研究已经表明,将粘性流体放入垂直振动的容器中,可以让流体盘旋在空中而不滴落,这是因为每当有部分液体试图滴落时,振动都会产生相反的力将其推回去,从而阻止了流体的下表面破裂,流体就悬浮在空中了。
福特和索罗金重现了这个实验,他们在一个振动的机器上设置了一个有机玻璃容器,并注入硅油或甘油等粘性液体,然后用针将空气注入底部,振动的液体果然在容器中悬浮起来了。
研究人员突发奇想,如果在流体中放一个小珠子会发生什么呢?结果表明,小珠子竟然可以稳定地“浮”在液体的下表面!科学家们大吃一惊,为了追求视觉效果,他们将小珠子换成了模型小帆船,结果在液体的上下表面,两艘小船都稳定地浮了起来,只是一艘浮在上面,一艘倒立着“浮”在下面,就像神秘的反重力正在将下面的小船托起!不,不是像反重力,从广义上来说,这还真是“反重力”的一种方式。
不仅如此,科学家们还用磁铁控制小船,使其可以在液体的下表面稳定地“悬浮”着航行,就像真的有反重力作用一样,这已经完全超出我们想象范围了!科学家们解释说,当小船悬浮在粘性液体的下表面时,轻微的扰动就可以让它坠落,或者淹没在液体中;但在强烈的振动之下,这种干扰反而被排除了,“浮力”接管了一切,让小船可以在下表面稳定地“悬浮”。
是不是脑洞已经不够了?科学家们似乎也有些不知所措,他们承认还不知道这个现象有什么具体的用处,而且也不知道如果液体更多是不是还会出现这种现象,因为他们现在使用的液体从来没有超过半升。但他们的数学计算表明,唯一能够限制液体体积的是振动的强度,所以要是把整个大海都震动起来,也许还真能“反重力”,营造出加勒比海盗中黑珍珠号的翻转效果,当然,可能还得把所有海水都换成更黏稠的液体才行,因为在水中这个效果显然不佳。
这项研究发表在9月2日《自然》杂志上。
参考:
Nature:Floating under a levitating liquid

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