“反轉(zhuǎn)浮力”實驗挑戰(zhàn)阿基米德原理 發(fā)表于英國《自然》雜志

英國《自然》雜志2日發(fā)表一項重磅物理學研究：歐洲科學家團隊報告了一種在懸浮液體層下面反向漂浮的迷你船，展現(xiàn)了如同重力倒轉(zhuǎn)般非比尋常的浮力。這項觀察挑戰(zhàn)了人類對于“液體—空氣界面”的直覺理解，有助于未來進一步研究液體邊界行為，并對流體材料研究領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實意義。

在重力的作用下，容器(如燒瓶)中的液體通常會落至容器底部。但是在特定情況下，垂直振動液體可以浮于某低密層(如空氣層)之上。

此次，法國巴黎高等物理化工學院、巴黎文理研究大學、法國國家科學研究中心、朗之萬研究所科學家團隊在理論上進行預測并在實驗中證明，這種垂直振動還可以使浮力在懸浮液體的下層發(fā)生反轉(zhuǎn)——如同重力倒轉(zhuǎn)。

在實驗中，他們向容器內(nèi)注入液體(如硅油或甘油)，接著垂直振動容器，將空氣注入容器底部，直到液體開始懸浮。像模型船這樣的物體，便可在懸浮液體的下表面反向漂浮。

研究團隊解釋說，垂直振動引發(fā)了這種明顯的反重力效應(yīng)。不僅如此，他們還發(fā)現(xiàn)液體下部的空氣氣泡會下沉而不是上升，這是一種在之前實驗中觀察到的相關(guān)的反重力效應(yīng)。

研究人員的觀察結(jié)果違反了阿基米德原理，即浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，其大小等于物體所排開液體的重力。他們認為，這種浮力會映射在懸浮液體層的下界面，并使用同時浮在懸浮液體層上層和下層的兩只塑料小船證明了這一點。

在論文發(fā)表時隨附的新聞與觀點文章中，新西蘭奧克蘭大學弗拉迪斯拉夫·索羅金等科學家表示，這一成果并不僅僅只是一種“海上奇景”，這種現(xiàn)象還將在氣體或流體運輸方面具有實際應(yīng)用意義。

總編輯圈點

人類很早就會利用自然界的很多原理，但起初只是無意識地應(yīng)用它們，經(jīng)科學家分析、研究這些現(xiàn)象后，才會據(jù)此生產(chǎn)出各種產(chǎn)品服務(wù)于人類，甚至再制造出“推翻”這一原理的現(xiàn)象，讓應(yīng)用更上一層樓。就像浮力，人們司空見慣，阿基米德定律已讓我們充分理解了空氣浮力、液體比重、排水量甚至積云對流。那么現(xiàn)在，反轉(zhuǎn)浮力則刷新了人們的認知，在未來，其或?qū)教祛I(lǐng)域重要的空間流體科學產(chǎn)生一定的影響。