Thí nghiệm mới: những thuyền nổi ngược bất chấp trọng lực như trong phim khoa học viễn tưởng

Bình luận Văn Thiện • 01:08, 05/09/20

Các nhà khoa học đã chứng minh những chiếc thuyền nhỏ bé có thể lộn ngược bên dưới một lớp chất lỏng đang bay lơ lửng kỳ lạ. 

Trong khi nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng dao động theo phương thẳng đứng, nhóm các nhà khoa học ở Paris đã phát hiện rằng có thể sử dụng dao động để làm lơ lửng một lớp chất lỏng trong không khí.

Ngoài ra, họ còn phát hiện rằng không chỉ lớp chất lỏng có thể nổi trên lớp đệm không khí lơ lửng mà những chiếc thuyền mô hình nhỏ còn nổi ngược nhờ áp suất không khí mạnh.

Hình ảnh chiếc thuyền nổi ngược gợi lên cảm hứng về những bộ phim khoa học viễn tưởng như Cướp biển vùng Caribe.

Kỹ thuật “nổi ngược” này có thể ứng dụng thực tế trong việc vận chuyển vật liệu qua chất lỏng và tách các chất ô nhiễm khỏi nước.

Đặc biệt, tác giả nghiên cứu Emmanuel Fort tại Tổ chức Giáo dục Đại học Công nghiệp Vật lý và Hóa học Thành phố Paris (ESPCI Paris) cho biết nghiên cứu lấy ý tưởng từ một cảnh trong bộ phim Cướp biển vùng Caribê: Nơi tận cùng thế giới (Pirates of the Caribbean: At World's End) năm 2007, khi con tàu Ngọc trai đen của thuyền trưởng Jack Sparrow bị lật úp.

Nó cũng lấy cảm hứng từ một tác phẩm nghệ thuật sắp đặt kỳ lạ - 'Hồ bơi' của Leandro Erlich tại Bảo tàng Nghệ thuật Đương đại Thế kỷ 21, Kanazawa, Nhật Bản.

Fort nói với Guardian: "Chúng tôi không nghĩ nó sẽ hoạt động... Điều thú vị là nó gây ra cảm hứng đối những người không hiểu nhiều về khoa học. Nó phản trực giác, và khiến mọi người nhớ đến các bộ phim khoa học viễn tưởng và giả tưởng”.

Trong các thí nghiệm của mình, nhóm nghiên cứu đã đổ đầy chất lỏng nhớt của glycerol và dầu silicon vào một bình chứa, đồng thời sử dụng các thiết bị lắc để chất lỏng rung theo phương thẳng đứng ở tần số cao.

Dưới tác dụng của trọng lực, các chất lỏng nhớt trong bình chứa, thường sẽ rơi xuống đáy bình. Lật ngược bình chứa sẽ làm chất lỏng từ từ rơi xuống đáy đối diện thành những giọt đặc, giống như sơn rơi xuống tường.

Nhưng việc giữ chất lỏng lơ lửng trong không khí có thể đạt được bằng cách “lắc mạnh bình chứa theo phương thẳng đứng”.

Các nhà khoa học khám phá ra rằng chất lỏng dao động theo phương thẳng đứng ở một số tần số nhất định và trong một bình chứa kín có thể khiến nó bay lên trên một lớp ít dày đặc hơn, chẳng hạn như lớp đệm không khí.

Nhờ sự dao động, bọt khí ở mặt dưới chìm xuống chứ không nổi lên. Họ bơm không khí vào đế của hệ thống cho đến khi chất lỏng bắt đầu bay lên trong khi bình dao động.

Các nhà nghiên cứu còn phát hiện rằng các vật thể nhỏ, có khối lượng lên tới 7 gam và chiều dài hoặc đường kính 0,9 inch (2,5cm), cũng lơ lửng ở mặt dưới của nơi không khí và chất lỏng giao nhau.

Điều này là do lớp không khí bên dưới con thuyền lộn ngược và lớp chất lỏng nổi có áp suất rất cao, dẫn đến việc thuyền bị đẩy lên bởi áp suất bên dưới.

Khi áp suất đó gặp trạng thái cân bằng với trọng lực hướng xuống thì thuyền nổi.

Vladislav Sorokin tại Đại học Auckland và Iliya Blekhman tại Học viện Khoa học Nga, những người cũng tham gia nghiên cứu cho biết: “Các hành vi bất thường của chất lỏng dao động chỉ là một phần nhỏ trong số các hiện tượng đáng ngạc nhiên phát sinh do dao động tần số cao nói chung”.

Họ nói thêm: “[Nghiên cứu] gợi ý rằng nhiều hiện tượng đáng chú ý phát sinh trong các hệ thống cơ học dao động vẫn chưa được tiết lộ và giải thích, đặc biệt là tại mặt thoáng giữa khí và chất lỏng”.

Các quan sát mới được thực hiện bởi Fort và các đồng nghiệp đã thách thức nguyên lý Archimedes, trong đó một lực đẩy Archimedes hướng lên, bằng trọng lượng của chất lỏng bị chiếm.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.

Văn Thiện

Theo dailymail

Khoa học Công nghệ