浮力反轉？到底咋回事？
2020-09-03 科學網作者：唐一塵
塑料小船漂浮在懸浮液體的上下表面 圖片來源：Benjamin Apffel等
一艘在懸浮液體層下面反向漂浮的迷你船，展現出了不同尋常的浮力。這項9月2日刊登於《自然》的研究，挑戰了人們對於液體—空氣界面的直覺理解，或有助於未來進一步研究液體邊界行為。
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，垂直振動液體可以使之浮於某低密層（如空氣層）之上。法國巴黎高等物理化工學院的Emmanuel Fort及同事表明，這種垂直振動還可以使浮力在懸浮液體的下層發生反轉——仿佛重力倒轉。
研究人員在實驗中向容器內注入液體（如矽油或甘油），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。研究人員解釋說，垂直振動引發了這種明顯的反重力效應。不僅如此，他們還發現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過的相關的反重力效應。
該觀察結果違反了阿基米德原理，即浸在流體中的物體受到豎直向上的浮力，其大小等於物體所排開流體的重力。他們表明這種浮力會映射在懸浮液體層的下界面，並使用同時浮在懸浮液體層上層和下層的兩隻船證明了這一點。
但是，紐西蘭奧克蘭大學的Vladislav Sorokin等人在評論文章中寫道，這不僅僅只是一種奇景：這種現象或許在運輸氣體或流體中被困材料方面，具有實際應用意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2643-8
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