图片来源：论文
这看上去像个魔术，或者是某种错觉。但是，你的眼睛并没有欺骗你——那艘小船真的像你看到的一样，倒立着漂浮。
一个好的魔术师并不会给他们的把戏揭秘。然而，科学家却恰恰相反。研究者们在《自然》（Nature）上发表的一项新研究中，详细介绍了这种现象。该研究表明，用力振动装有硅油或甘油的容器，就会产生“悬浮的液体”，使这些小船上下颠倒地漂浮。
该论文的合著者Emmanuel Fort说：“这些现象太违反直觉了。在实验室里看到这个现象的人经常把它当做是一个魔术把戏，或者认为这是科幻小说。”——就像电影《明日世界》中的悬浮泳池一样。事实上，这些科学家自己也为这个奇特的现象感到惊讶。Fort称这项研究为“一连串的惊喜与神奇”。
悬浮泳池。图片来源:《明日世界》
事实上，这并不是研究人员第一次成功制造悬浮液体。在此之前，已经有了几次使用不同类型液体和技术的探索性研究。
通常来说，密度较大的介质会沉入密度较小的介质下方；例如，当水在沸腾时，气泡会上升而不是下沉，因为气体的密度低于液体。或者考虑一下将硅油或甘油倒入盛水的容器中时它们的下沉方式，这是因为它们的粘性更大。即使将牛奶倒入谷物碗这样的简单举动也证明了这个显而易见的规则——空气的密度较小，因此液体会落下。
因此，在典型情况下，研究人员使用的硅油或甘油会顺理成章地坠入底部。但是，当容器受到剧烈振动时，液体下方的空气被压缩，于是某些特殊的现象发生了：液体会停止坠落并抵抗重力。
同样地，热和磁场也会使液体发生这种改变。但是Fort表示，振动法更易于实施且用途更广泛，可以创造有效的、能使液体悬浮在容器中的方式。
他指出，尽管如此，“论文中仅有少量实验性的观察。”在这项研究中，该小组能够将大约半升液体悬浮起来。他说：“我们就是受到了振动力的限制。”
振动也可以用于稳定固体。其中最典型的例子是倒立摆，也被称为卡皮察（Kapitza）钟摆。当剧烈摇晃它时，钟摆将指向天空而不是向下摆动。
在 Fort 参加一次研讨会时，卡皮察钟摆吸引了他的注意。他说：“我认为我们可以用液体做到同样的事情。”然后，他在论文的合著者 Benjamin Apffel，Filip Novkoski和Antonin Eddi的帮助下着手检验该理论。
Fort说，使液体悬浮是具有挑战性的，需要花费一些时间才能掌握。一旦团队找到了正确的方案，他们便尝试将诸如珠子和后来的小船之类的物体放入液体中。果然，通过振动，它们能够使物体在液体的上下两面漂浮。
通常来讲，一条船大头朝下意味着不好的情况。但是这些 3D 打印的小船并没有沉没。实际上，恰恰相反。
研究小组选用的小船由轻质塑料制成，带有微型磁铁，可以使它们绕着水箱移动。（磁铁并没有干扰漂浮，它们只是用来将船摆在正确的位置）。
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由于液体会因振动而变得稳定，因此小船就可以像在池塘中一样漂浮。这些小船足够轻，可以放在液体表面。但是，Fort也表示，从理论上讲，任何密度小于硅油或甘油的密度的物体都可以漂浮在悬浮层中。
Fort和他的同事们仍然希望进一步探索（影响）这一奇妙现象的因素。比如，他们想尝试在同一个容器中悬浮两种不同类型的液体。或者，尝试在更大的容器中让更多的液体“飘起来”。
Fort说：“从模型来看，只要振动足够，就没有体积限制。唯一的限制是粘度。”理论上来说，这意味着团队可以建立一个体积更大的，池塘大小的模型来检验其发现。但该池中不会用水或油作为悬浮液体，因为它们的粘度不足以在大型容器中悬浮。Fort说，像糖浆一类浓稠的液体可能作为替代实验品。从它的物理性质来说，是可行的。
撰文：Jennifer Walter
翻译：贾楠
审校：魏潇
引进来源：Discover.com
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