Scienze

Le vibrazioni che sconfiggono la gravità

Un curioso esperimento con vibrazioni e fluidi super viscosi mostra che una barchetta può navigare rovesciata sullo strato inferiore del liquido.

Se l'idea di un fluido che fluttua a mezz'aria non vi sembra abbastanza fantascientifica, guardate il video qui sopra: nello strato inferiore del liquido in sospensione c'è una barchetta che galleggia all'incontrario.

Non c'è trucco, non c'è inganno. L'esperimento è stato condotto da Emmanuel Fort, un fisico dell'ESPCI - L'École supérieure de physique et de chimie industrielle - di Parigi, utilizzando un olio viscoso a base di silicone e un generatore di vibrazioni.

In realtà il comportamento della barchetta, pur avendo stupito gli stessi ricercatori, è perfettamente spiegabile con la fisica dei fluidi. Già nel 1951 Pëtr Leonidovič Kapica, Nobel per la fisica 1978, aveva scoperto che le vibrazioni possono stravolgere ciò che sappiamo della gravità.

Kapica aveva verificato sperimentalmente che facendo oscillare un pendolo abbastanza velocemente, questo tende a trovare il suo punto di equilibrio in alto, piuttosto che in basso. A partire da questa evidenza Fort e i suoi colleghi hanno provato a replicare in un fluido il comportamento del pendolo: hanno posizionato una vasca trasparente sopra un generatore di vibrazioni e poi l'hanno riempita con un liquido ad alta viscosità.

Con una siringa hanno iniettato dell'aria nello strato inferiore del liquido e hanno osservato come le bolle tendessero ad affondare verso lo strato inferiore piuttosto che risalise, come logica vorrebbe. I ricercatori hanno quindi aggiunto al sistema delle palline che, invece di affondare, hanno iniziato a galleggiare nello strato inferiore del liquido vibrante.

Come funziona. Lo stesso è accaduto con una barchetta giocattolo, che una volta appoggiata sul liquido ha galleggiato sia sulla superficie superiore, sia su quella inferiore. Secondo i ricercatori questo comportamento è innescato dalle vibrazioni: ogni volta che una parte del fluido tende ad affondare, le vibrazioni lo sospingono nuovamente verso l'alto.

Questo gioco di forze impedisce allo strato inferiore del fluido di rompersi e intrappola un cuscino di aria che favorisce il galleggiamento inverso. Non è chiaro se questa scoperta avrà una qualche applicazione pratica, ma i ricercatori non lo escludono, visto che le vibrazioni dei fluidi sono usate comunemente nei processi chimici industriali.

18 settembre 2020 Rebecca Mantovani
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