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Regardez un bateau jouet flotter à l’envers dans une flaque d’eau en lévitation

Par Leah Crane

Le fait de secouer un liquide assez rapidement lui permet de léviter, et un bateau jouet peut flotter au-dessus du fluide en lévitation – ou à l’envers en dessous.

Lorsqu’un fluide visqueux comme de l’huile de silicone est secoué de haut en bas environ 100 fois par seconde, les ondes de pression qui en résultent peuvent faire vibrer, vaciller et couler des bulles d’air dans le fluide. Si les bulles sont suffisamment grosses, cela peut conduire à une couche d’air sous le fluide, formant une sorte d’étang flottant étrange.

Quand Emmanuel Fort de l’Institut Langevin à Paris et ses collègues ont versé des perles dans l’un de ces étangs flottants, ils ont constaté qu’au lieu de tomber directement à travers le liquide et l’air en dessous jusqu’au fond du récipient vibrant, certaines perles semblaient «flotter». »Au fond du liquide.

«Nous jouions avec l’expérience», dit Fort. «Nous avions cette couche liquide et quelques perles, et nous avons été surpris de voir les perles flottant sur l’interface inférieure. Au début, il n’était pas censé s’appliquer à quelque chose de pratique, nous étions juste étonnés par le système et à quel point il était contre-intuitif.

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Ils ont constaté que l’agitation du récipient stabilise le fond du liquide, faisant vibrer toutes les gouttelettes qui pourraient commencer à se reformer dans la masse de la flaque d’eau. Cela crée également un point stable pour les objets flottants au fond du liquide: les chercheurs ont fait flotter de petits bateaux jouets en haut et en bas.

Leur récipient lévitait environ un demi-litre d’huile de silicone ou de glycérol, mais un plus gros agitateur pourrait en théorie faire léviter à peu près n’importe quelle quantité de liquide, dit Fort. « Il n’y a pas de limite de taille tant que le liquide est suffisamment visqueux, donc si vous vouliez nager au fond d’une couche de liquide en lévitation, vous nageriez à travers quelque chose de plus visqueux comme le miel, ce qui serait amusant à regarder », dit-il. .

Plus concrètement, il dit que cette méthode de lévitation d’objets liquides et flottants en dessous pourrait être utilisée pour des processus qui impliquent le tri et le transport d’objets solides dans des fluides, comme certains types de traitement minier ou des eaux usées.

Référence du journal: La nature, DOI: 10.1038 / s41586-020-2643-8

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