Selv når fysikere bruger store, dyre eksperimenter til at afdække enorme tyngdekraftsbølger og små hasroner, kan de stadig besvare spørgsmål om det grundigt jordiske. For eksempel - hvorfor hopper dråber kold mælk på overfladen af varm kaffe, før de synker? Hvorfor spreder teensy kugler af vand hen over overfladen af en pool i regnen?
Et team af forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) har for første gang observeret og beskrevet de kræfter, der får væskedråber til at levitere over overfladen af større reservoirer.
Sådan fungerer det.
Når en regndråbe styrter ned på overfladen af en vandpyt, forskerne fandt, sparker dobbeltmotorer ind. Kollisionen får små strømme til at snurre sig inde i dråben såvel som under overfladen af vandpuden. Hvis du kunne kigge ind i dråben, ville du se, at vand løber nedad langs kanterne inde i dråben og derefter klatre tilbage op mod midten, fandt den nye forskning.
Den roterende bevægelse inde i dråben, usynlig under de fleste omstændigheder, skaber nok kraft til at trække i luften omkring dråben. Luften dannes til en tynd, hurtig strøm af vind, der flyder under dråben og holder det en hårs bredde over overfladen ifølge de nye fund.
Forskerne fandt imidlertid, at disse motorer - inde i dråben og under væskeoverfladen - ikke roterer på egen hånd. Varmeforskelle mellem et fald og den væske, det påvirker, driver rotationen og levitationen. Når regndråbet varmes op eller afkøles til temperaturen i vandpytten - en proces, der spredes op af disse spindende motorer, der kan tage hvor som helst fra millisekunder til sekunder - vil den gå ned gennem dets magiske tæppe af luft og forsvinde i vandpuden, viste undersøgelsen.
MIT-forskerne regnede ud, hvordan man beregner den mindste forskel i varme for levitation, der skal forekomme i en given væske. Hvis forskellen er større end dette minimum, fandt de, dræber dråben længere. Enhver kortere, og faldet overlader ikke overhovedet.
Gennem nogle smarte eksperimentelle opsætninger og hjælp af højhastighedskameraer var forskerne i stand til at lave nogle smukke videoer af levitationsmotorerne i aktion. Forskerne blandede nogle blanke flager af titandioxid i olie og fastgjorde derefter en dråbe af denne olie mod overfladen af en større pool med en sprøjte. De baggrundsbelyste dråben med en lys LED, og titandioxidet lyste op, da det hvirvlede rundt i de rivende strømme, efter motorernes sti.
Forfatterne offentliggjorde en artikel, der beskrev opdagelsen den 8. november i Journal of Fluid Mechanics.
