Selv når fysikere bruker store, dyre eksperimenter for å avdekke store tyngdekraftsbølger og bittesmå hasroner, kan de fremdeles svare på spørsmål om det grundig jordiske. For eksempel - Hvorfor spretter dråper kald melk på overflaten av varm kaffe før de synker? Hvorfor spretter teensy kuler med vann over overflaten av et basseng i regnet?
Et team av forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har for første gang observert og beskrevet kreftene som får væskedråper til å levitere over overflaten til større reservoarer.
Slik fungerer det.
Når en regndråpe krasjer inn i overflaten av en sølepytt, fant forskerne, tviler motorer i. Kollisjonen får små strømmer til å snurre seg rundt i dråpen, så vel som under overflaten av sølepytten. Hvis du kunne titte inn i dråpen, ville du se vann raste nedover langs kantene inne i dråpen og deretter klatre tilbake opp mot sentrum, fant den nye forskningen.
Den snurrende bevegelsen inne i dråpen, usynlig under de fleste omstendigheter, skaper nok kraft til å trekke på luften som omgir dråpen. Luften dannes til en tynn, rask strøm av vind som renner under dråpen, og holder den en hårs bredde over overflaten, ifølge de nye funnene.
Forskerne fant imidlertid at motorene - inne i dråpen og under overflaten av væsken - ikke snurrer på egen hånd. Varmeforskjeller mellom en dråpe og væsken det påvirker, driver rotasjonen og levitasjonen. Når regndråpet varmer eller avkjøles til temperaturen på sølepytten - en prosess som blir spurt opp av de spinnende motorene som kan ta alt fra millisekunder til sekunder - vil den krasje gjennom det magiske teppet av luft og forsvinne i sølepytten, viste studien.
MIT-forskerne fant ut hvordan de skulle beregne den minste forskjellen i varme for at levitering skal oppstå i en gitt væske. Hvis forskjellen er større enn det minste, fant de ut, dråper dråpen lenger. Kortere, og slippet vil ikke levit i det hele tatt.
Gjennom noen smarte eksperimentelle oppsett og hjelp av høyhastighets kameraer, var forskerne i stand til å lage noen vakre videoer av levitasjonsmotorene i aksjon. Forskerne blandet noen blanke flak av titandioksyd i olje, og festet deretter en dråpe olje mot overflaten til et større basseng med en sprøyte. De belyste dråpen med en lysende LED, og titandioksid tente når det virvlet rundt i de kurrende strømningene, etter motorenes vei.
Forfatterne publiserte en artikkel som beskrev funnet 8. november i Journal of Fluid Mechanics.
