反重力 反浮力...科学家在实验中看到不可思议的现象

在我们日常的生活经验中，我们知道重物会下沉、而轻物会上升，也就是说，密度大的物体它会下沉到密度更低物体的底部。

例如在水中扔一块砖头，砖肯定会下沉，扔一块木头，木头肯定会漂浮在水的表面，给水里滴一层油，油就会漂浮在水的表面。

这就是阿基米德的浮力原理，物体能够排开流体的重量如果大约物体本身的重量，那么物体就会漂浮在流体的表面，反之则会下沉。

而且我们还知道船可以漂浮在流体的上表面，但是不能上下颠倒漂浮在流体下表面，你可能无法理解这个现象，因为我们在生活中从来没有见过这种反直觉的现象。看下图：





在图中，我们可以看到容器内的流体分为了四层，最上层是空气，接下来是一层悬空的液体，流体的下方是一层空气，最下方是一层和悬浮液体性质一样的液体。

很奇怪吧！液体居然能够漂浮在空气之上，很明显任何液体的密度都大于空气的密度，它应该在自然状态下在重力的重用下下沉，为什么会漂浮呢？

还有一个更为奇怪的现象是，在中间悬空的那一层液体上液面漂浮着一个塑料小船，这并不奇怪，因为这种漂浮现象就是我们常见的浮力原理。



而在中间悬浮液体的下液面居然也漂浮着同样一个塑料小船，这就是一个反浮力和反重力的现象。无法用阿基米德的原理来解释。

按理来水，下面的小船重力向下，而且它排开了一定体积的液体，浮力也会向下，小船肯定会掉下去，但真实的情况是，下面的小船和上面的小船状态完全一样。

这一点令科学家大为吃惊。

不过可以肯定的是，以上的结构状态并不是自然状态，肯定是施加了某种特殊的干扰，才出现了反浮力和反重力的现象，其实这个系统一直在高频上下振动。



也就是说一切反直觉的现象都是因为振动引起的。下面我们就说下实验的过程：

在一个容器内高频上下振动可以导致一个密度更大的液体悬浮在空气之上，这个现象其实在上世纪50年代就已经发现了。



通常在一个容器内，装有液体，我们将容器颠倒过来，液体就会在重力的作用下往下流动。



它并不会漂浮在空气之上，放大我们还可以看到液体往下流动的细节，这是我们常见的样子；



但是当整个系统以不低于100赫兹的频率上下振动的时候，就会有一部分液体不会下落，而是悬浮在空气上层。

或者是我们在往液体底层加入空气的同时振动，同样也会看到空气留在了液体的底部，而液体发生悬浮。



这里需要注意的是，这里的液体并非是像水这样的粘度比较低的液体，而是高粘度的硅油或者是甘油。

这是因为水流动性特别好，振动很容易引起涟漪，导致水不稳定，流到容器底部。

而黏性高的液体能够漂浮的原因是它可以很好的抑制波纹的产生，也不容易产生液滴。而液体的上下高频振动会给下面的空气一个压力，相反下面的空气就会形成一个空气垫，把下液面完整的拖住。

而这次科学通过同样的方法也制造了一个小型的悬浮液体，但它们却发现了悬浮液面神奇的现象。

在悬浮的液体中，其中的气泡会下沉，而其中的杂质重物会上升，这个跟我们在现实生活中看到现象截然相反。

然后它们将一个塑料小球放在了悬浮液体的下液面，发现小球可以漂浮在下液面。



改用小船也看到了同样的现象。



这项研究在9月2号发表在了《自然》杂志上。



研究人员称，这种与自然状态下液体浮力相反的现象可以为我们提供一种新的流体内包含物质分离和运输的方法。

而小船能够悬浮在下液面的原因是，整个系统的高频振动导致底部空气被不断的压缩释放，形成了驻波，那些较轻的物质例如气泡和塑料小船就会运动都振幅最大位置，也就是下液面。

而那些较重的物体就会运动到振幅比较下上液面。也是就产生了一种反重力现象。

其实这个现象我们只要观察仔细，也可以在生活中看到，例如高速运转的机械就会产生高频振动，我们往往会看到两个物体微小缝隙之间就会存在悬浮的液体。

它们在缝隙之间振动，并不会受到重力的作用往下落，这就是振动产生的波带来的反重力现象。 阅读原文