Físicos hicieron flotar un bote boca abajo en un fluido levitante

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Físicos hicieron flotar un bote boca abajo en un fluido levitante

(Benjamin Apffel)

Un equipo de científicos demostró que es posible hacer flotar botes tanto en la parte superior como en la parte inferior de un fluido que levita.

Los detalles del estudio, que describe los experimentos que realizaron con fluidos levitante, fueron publicados en Nature.

Un fluido levitante

Anteriormente se conocía que si colocas un fluido en un recipiente y la agitas vigorosamente hacia arriba y hacia abajo, podrías obtener un fluido levitante. En otras palabras, el líquido subirá del fondo del recipiente y empezará a flotar cerca de la parte superior.

Esto se debe a las vibraciones que comprimen el aire debajo del fluido, evitando que caiga hacia el fondo como normalmente observaríamos.

«De los muchos métodos que se han desarrollado para evitar que el líquido caiga, la agitación vertical ha demostrado ser eficaz y, por lo tanto, se ha estudiado en detalle», escriben los autores.

Ahora, en este nuevo trabajo los investigadores han descubierto que, utilizando la misma configuración, se puede obtener algo sorprendente: hacer flotar un bote en la parte inferior del fluido que levita.

¿Cómo lo hacen?

Los investigadores llenaron parcialmente pequeños recipientes con glicerol o aceite de silicona y luego usaron un dispositivo para agitar el agua dentro. Luego los fluidos subieron desde el fondo del recipiente para flotar cerca de la parte superior.

Hasta aquí todo estaba dentro de los parámetros de lo convencional.

Sin embargo, el equipo tuvo la idea de acerar un pequeño bote de juguete a través del fluido con ayuda de un iman. Luego lo voltearon y lo acercaron al fluido por debajo. Para su sorpresa, el bote se movió hacia una posición parcialmente sumergida en la parte inferior del fluido levitante. En otras palabras, el bote empezó a flotar boca abajo.

«Predecimos teóricamente y mostramos experimentalmente que la sacudida vertical también crea posiciones de flotabilidad estables en la interfaz inferior del líquido, que se comportan como si la fuerza gravitacional estuviera invertida. Los cuerpos pueden flotar boca abajo en la interfaz inferior de las capas líquidas levitantes», escriben los autores.

 

¿Por qué sucede esto?

Lo que realmente sucede aquí es que el bote (o cualquier objeto suficientemente pequeño) se empuja hacia el líquido debido a la alta presión del aire debajo, la cual se produce por el peso de la capa de líquido. Cuando la fuerza ascendente de esta presión se equilibra con la fuerza descendente de la gravedad, el objeto flota en la superficie opuesta.

El curioso efecto incluso se mantiene estable si el bote es empujado o jalado. De hecho, recuperará su equilibrio como si estuviese flotando en un lago, pero boca arriba.

Como habrás previsto, a medida que se disminuyan las vibraciones, el hechizo se desvanece. En ese momento, tanto el bote como la capa líquida caen al fondo del recipiente.

Esto no es solo un truco bastante sofisticado, los hallazgos podrían tener aplicaciones en el transporte de gas u otros tipos de fluidos en la industria. Sin embargo, por ahora, es fascinante cómo la física nos permite acceder a mundos que antes hubiesen sido considerados mágicos.

 

 

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