Изглежда като сцена от сериала „Странни неща“, но с по-малко демогоргони и не чак толкова зловещо – физици буквално преобърнаха реалността, обръщайки лодка надолу с главата и карайки я да плува в левитираща течност.
Когато видите видеото по-долу, спокойно може да си помислите, че става дума за филм със сериозни специални ефекти. Всичко обаче се свежда до силите на вертикалната вибрация. Вече е установено, че внимателно калибрирано вертикално разтърсване може да държи течността в даден контейнер във фиксирана позиция. В конкретния случай екипът от учени се възползва именно от този феномен.
В своето ново изследване те не само постигат този ефект на левитация, но и демонстрират, че е възможно да се създаде сходен баланс на сили и в долната половина на съда (не само в горната) – когато бъде обърната надолу с главата във вискозна течност, малък модел на лодка застива на едно място.
„Когато бъде поставен в един не чак толкова плътен посредник, течният пласт обикновено ще се свлече надолу (ако надвишава конкретен размер), тъй като гравитацията в долната част активира дестабилизиращ ефект, наречен нестабилност на Рейли-Тейлър – пишат изследователите в своя научен труд. – От множеството методи, които са създадени, за да се противодейства на падането на течността, вертикалното разтърсване е може би най-ефективен и съответно – най-добре проучен.“
„Ние предрекохме теоретично и показахме експериментално, че вертикалното разтръскване създава стабилна стабилност в долната част на течността, която се държи така, сякаш гравитационните сили са обърнати. По този начин обектите могат да плуват надолу с главата в долната част на левитиращ течен пласт.“
Това, което всъщност се случва е, че лодката (или друг сходен обект с подобен размер) се избутва в течността заради високото налягане във въздушните джобове отдолу – налягане, създадено по начало от тежестта на течния пласт.
Когато горната сила от налягането се балансира от долното притегляне на гравитацията, обектът плува надолу с главата. Не е лесно да се постигне подобен баланс – именно това е във фокуса на новото изследване. Необходимите сили са били моделирани математически, преди всичко да бъде тествано в лабораторни условия.
Любопитният ефект се запазва дори тогава, когато лодката се избута или притегли с магнити през стъклото на контейнера. Тя ще се върне в първоначалната позиция – досущ като шамандура в морето.
Изследването е публикувано в Nature.
