Även när fysiker använder stora, dyra experiment för att avslöja enorma gravitationsvågor och små hasroner, kan de fortfarande svara på frågor om det grundligt vardagliga. Till exempel - Varför stöter droppar kall mjölk på ytan på varmt kaffe innan de sjunker? Varför skrattar teensiga sfärer med vatten över ytan av en pool i regnet?
Ett team av forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har för första gången observerat och beskrivit krafter som får vätskedroppar att levitera över ytan på större reservoarer.
Så här fungerar det.
När en regndropp kraschar in i ytan på en pöl, fann forskarna, tvåmotorer sparkar in. Kollisionen får små strömmar att snurra runt i droppen och under ytan på pölen. Om du kunde kika in i droppen, skulle du se vatten rusa nedåt längs kanterna inuti droppen och sedan klättra tillbaka upp mot mitten, fann den nya forskningen.
Den snurrande rörelsen inuti droppen, osynlig under de flesta omständigheter, skapar tillräckligt med kraft för att dra i luften som omger droppen. Luften formas till en tunn, snabb ström av vind som rinner under droppen och håller den en hårbredd över ytan, enligt de nya resultaten.
Forskarna fann dock att dessa motorer - inuti droppen och under vätskans yta - inte snurrar på egen hand. Värmeskillnader mellan en droppe och vätskan det påverkar driver rotationen och levitationen. När regndroppen värms eller kyls ner till pölens temperatur - en process som rusas upp av de snurrande motorerna som kan ta var som helst från millisekunder till sekunder - kommer den att krascha genom sin magiska matta av luft och försvinna i pölen, visade studien.
MIT-forskarna räknade ut hur man beräknar den minsta skillnaden i värme för att levitation skulle uppstå i en viss vätska. Om skillnaden är större än det minsta, de fann, droppar levitates längre. Några kortare, och droppen töjer inte alls.
Genom några smarta experimentella inställningar och hjälp av höghastighetskameror kunde forskarna göra några vackra videor av levitationsmotorerna i aktion. Forskarna blandade några glänsande flingor av titandioxid i olja och fästade sedan en droppe olja mot ytan på en större pool med en spruta. De belyste droppet med en ljus LED, och titandioxiden tändes när den virvlade runt i de rivande strömmarna efter motorernas väg.
Författarna publicerade en artikel som beskrev upptäckten den 8 november i Journal of Fluid Mechanics.
